苏州大学《数据科学导论》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据科学导论》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、考虑一个计算机网络中的路由表存储，其中包含目标网络地址和对应的下一跳信息。为了能够快速查找路由表以确定数据包的转发路径，以下哪种数据结构可能是最合适的？（）A.二叉树，按地址大小排序存储B.哈希表，通过地址计算索引C.链表，顺序存储路由信息D.Trie树（字典树），高效匹配网络地址2、设计一个基于无线射频识别（RFID）的仓库管理系统，实现对货物的自动识别、入库、出库和库存管理。3、设计一个基于Zigbee技术的无线传感器网络节点，实现环境参数的采集和传输，描述节点的硬件结构和软件通信协议。4、设计一个基于FPGA的数字信号调制系统，能够实现ASK、FSK、PSK等调制方式。5、设计一个基于物联网技术的智能电表抄表系统，实现远程自动抄表和数据管理。6、设计一个基于STM32的智能车载系统，能够实现导航、多媒体播放和车辆状态监测等功能，描述系统的硬件架构和软件实现。7、设计一个±5V转±3.3V的DC-DC电源变换电路，输出电流不小于0.3A，给出原理图和PCB布局。8、设计一个高频变压器，工作频率在100kHz，输入电压为24V，输出电压为12V/5A，给出变压器参数计算和绕制方法。9、设计一个低通滤波器电路，截止频率为1kHz，通带增益为0dB，阻带衰减不小于40dB，用于滤除高频噪声。10、在一个有序数组中，使用二分查找查找一个特定元素，如果查找失败，最终比较次数与数组长度n的关系是：（）A.比较次数小于等于log₂(n+1)B.比较次数等于nC.比较次数小于等于n/2D.比较次数小于等于n-111、设计一个无线充电器电路，能够为手机、平板电脑等设备进行无线充电，充电功率为5W。12、设计一个基于蓝牙5.0的音频传输系统，能够实现高品质音频无线传输，给出系统架构和蓝牙协议配置。13、哈希表是一种用于快速查找的数据结构。对于哈希表的性能，以下描述哪一项是不正确的？（）A.哈希函数的设计直接影响哈希表的性能，好的哈希函数可以减少冲突B.处理哈希冲突的方法有开放寻址法和链地址法等C.哈希表的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度均为O(1)D.哈希表的性能不受表的装填因子的影响，装填因子可以任意取值14、基于通信协议设计一个网络通信接口，实现数据的可靠传输和错误检测，说明协议的选择和实现过程。15、在树的存储结构中，除了二叉树，还有多叉树。假设一个多叉树的每个节点的孩子节点数量不确定，以下哪种存储方式可能更灵活（）A.双亲表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式都不灵活16、栈是一种特殊的线性表，具有特定的操作规则。以下关于栈的特点的描述，错误的是：（）A.栈遵循先进后出的原则B.栈的插入和删除操作只能在栈顶进行C.可以用数组或链表来实现栈D.栈中的元素必须按照从小到大的顺序排列17、在树结构中，二叉树是一种重要的类型。假设我们正在研究一个满二叉树。以下关于二叉树的描述，哪一项是不准确的？（）A.满二叉树的叶子节点都在同一层，且非叶子节点都有两个子节点B.二叉树的遍历方式包括前序遍历、中序遍历和后序遍历，它们的时间复杂度相同C.二叉查找树的左子树中的节点值均小于根节点值，右子树中的节点值均大于根节点值D.平衡二叉树在插入和删除节点时不需要进行调整，始终保持平衡状态18、设计一个基于CPLD的逻辑控制电路，实现特定的逻辑功能，包括电路设计和功能仿真。19、根据数字信号处理知识，设计一个音频均衡器的自动调整系统，根据音频内容自动优化频率响应。20、设计一个基于运放的求和放大器电路，能够实现多个输入信号的求和运算，增益可调。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）深入探讨在一个具有n个元素的二叉搜索树中，如何删除一个值为x且有两个子节点的节点。2、（本题5分）对于一个具有n个顶点的无向图，如何使用广度优先搜索算法计算顶点的度？3、（本题5分）论述跳表在大规模数据存储中的可扩展性和性能评估。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，在给定带权有向图中计算源点到所有顶点的最长路径长度，输出长度。2、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个在线音乐平台的用户听歌时长统计信息，支持按歌曲和用户进行统计。3、（本题5分）比较AVL树和红黑树在大规模数据存储中的适用性，设计实验评估。4、（本题5分）设计一个算法，实现二叉搜索树中序遍历的非递归方式，分析其与递归方式的性能差异。5、（本题5分）利用小根堆实现一个优先级队列，用于处理医院中患者的就诊优先级，能够插入新患者和取出优先级最高的患者。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个在线健身课程平台需要管理课程视频、学员的学习进度、打卡记录和教练评价。设计数据结构来优化用户体验和课程管理。2、（本题10分）某公司的员工管理系统需要存储员工的基本信息，