江西洪州职业学院《数据可视化与分析》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据可视化与分析》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、设计一个低通椭圆滤波器电路，截止频率为1kHz，通带波纹小于0.5dB，阻带衰减不小于60dB，输入信号频率范围为0-5kHz。2、考虑到一个视频编码系统，需要对连续的帧数据进行压缩和存储，同时能够快速地读取和解码特定帧的数据。以下哪种数据结构可以用于优化这个过程？（）A.环形缓冲区B.链表C.数组D.栈3、设计一个基于蓝牙4.2的智能门锁系统，能够通过手机APP进行开锁操作，并记录开锁记录。4、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的语音信号处理系统，能够实现语音的采集、滤波、编码和传输功能。5、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时采集温度数据，通过PID算法进行控制，使温度稳定在设定值的±1℃范围内，给出硬件设计和软件流程。6、设计一个基于FPGA的图像滤波系统，实现中值滤波、均值滤波等功能，去除图像噪声。7、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。以下关于栈在表达式求值中的作用，哪一项描述是不正确的？（）A.栈可以用来存储操作数和运算符，按照特定的规则进行计算B.遇到运算符时，从栈中弹出相应数量的操作数进行运算，将结果压入栈中C.对于中缀表达式，直接使用栈进行求值，无需进行任何转换D.栈在处理括号和优先级时发挥重要作用，能够正确计算复杂的表达式8、设计一个模拟电路，用于放大音频信号，要求具有低噪声、高增益和宽频带的特性，同时能够对输入信号进行一定程度的滤波处理。9、设计一个基于模拟乘法器和运放的有效值测量电路，能够测量交流信号的有效值。10、二分查找是一种效率较高的查找算法。以下关于二分查找的条件，错误的是：（）A.数组必须是有序的B.每次查找都能将查找范围缩小一半C.二分查找适用于任何类型的数据D.二分查找的时间复杂度为O(logn)11、设计一个基于数字温度传感器的温度控制系统，通过控制加热或制冷设备，使环境温度保持在设定范围内。12、设计一个基于模拟积分器和比较器的电压-频率转换器（VFC），分析其性能特点。13、考虑哈希表这种数据结构，它通过哈希函数将键映射到存储位置。假设需要快速查找和插入大量的数据，并且数据的分布比较均匀。以下关于哈希表的负载因子，哪个说法是正确的（）A.负载因子越大，哈希表的性能越好B.负载因子越小，哈希表的性能越好C.负载因子对哈希表的性能没有影响D.负载因子应根据具体情况选择一个合适的值14、设计一个数字通信系统中的载波同步电路，实现对接收信号载波频率和相位的准确同步，测试同步性能。15、设计一个基于传感器网络的工业生产监测系统，能够实时监测设备运行状态和生产参数，实现故障预警。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细说明在红黑树中，删除操作可能导致的颜色违规情况以及修复方法。2、（本题5分）详细说明二叉搜索树的性质，并阐述在二叉搜索树中进行插入和删除操作时需要注意的问题。3、（本题5分）论述在图的遍历中，如何使用标记数组避免重复访问节点，以及其实现的原理。4、（本题5分）详细阐述如何在一个带权有向图中判断是否存在负权回路。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个健身房管理系统需要记录会员的信息、锻炼计划、课程预约和消费记录。设计数据结构来优化会员管理和服务提供。2、（本题5分）一个在线家居设计平台需要存储家具模型、用户设计方案和材料清单。设计数据结构来方便用户设计和修改方案，并生成报价单。3、（本题5分）某医院的病历管理系统需要对患者的病历信息进行高效存储和检索。病历信息包括患者编号、姓名、病症、治疗方案、主治医师等。考虑使用B树或B+树来存储这些信息。请设计数据结构并实现以下功能：（1）插入一个新的病历；（2）删除一个指定的病历；（3）根据患者编号快速查找病历；（4）按病症对病历进行排序并输出。分析所设计数据结构和算法的性能。4、（本题5分）一个科研项目管理系统需要对项目的进展情况和参与人员进行跟踪。项目信息包括项目编号、项目名称、负责人、起止时间、进展状态等，参与人员信息包括人员编号、姓名、参与项目等。这些信息以十字链表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个项目的详细信息；（2）添加新的项目或人员；（3）删除已完成的项目或离职人员；（4）统计每个负责人负责的项目数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）在一个在线教育平台中，需要管理课程资源、学生学习进度、作业和考试成绩等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持课程资源的上传、下载和更新，学生学习进度的跟踪，作业的布置和批改，考试成绩的记录和分析，并能够根据学生学习情况提供个性化的学习建议。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）实现一个算法，计算一个图的边连通度。2、（本题10分）以哈希表为基础，设计一个在线音乐