北京理工大学珠海学院《数据科学与工程引论》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数据科学与工程引论》2023-2024学年第二学期期末试卷院(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30个小题，每小题1分，共30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、设计一个数字信号处理中窗函数的选择和应用方案，分析不同窗函数对信号处理结果的影响。2、设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，当有人靠近时自动开门，一段时间后自动关门。3、设计一个数字通信系统的误码性能测试方案，包括测试设备的选择、测试环境的搭建和数据的分析方法。4、设计一个数字信号传输中的同步恢复电路，能够从接收信号中准确恢复出同步信息，分析恢复的精度和稳定性。5、设计一个基于DSP的语音识别系统，能够识别特定的语音指令，给出算法原理和代码实现。6、设计一个基于蓝牙和传感器的智能环境监测系统，监测温度、湿度、光照等环境参数。7、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。8、利用传感器设计一个自动照明控制系统，根据环境光线强度自动控制灯光的开启和关闭，并可以调节灯光亮度。9、设计一个简单的无线充电发射端电路，能够为接收设备提供稳定的无线充电功率，给出电路设计和效率分析。10、设计一个基于DSP的图像压缩系统，能够对彩色图像进行有损压缩，压缩比达到10:1，阐述算法原理和代码实现。11、设计一个基于微控制器（如STM32）的温度监测与控制系统，能够实时采集温度数据，当温度超过设定阈值时进行报警并启动降温设备。12、数组是一种常见的数据结构，具有固定的大小和连续的存储方式。以下关于数组的描述，错误的是：（）A.数组可以通过下标快速访问元素，但插入和删除元素时可能需要移动大量元素，效率较低B.多维数组在内存中也是连续存储的，通过计算偏移量可以快速定位元素C.数组的长度在创建后不能改变，若要动态改变数组大小，需要重新分配内存并复制元素D.数组适用于元素数量固定且操作主要为查找的情况，对于频繁插入和删除的应用不太合适，且其空间利用率总是最优的13、字符串的模式匹配中，BM算法通过从右向左比较来提高效率。假设主串为"ABCDEFGHIJK"，模式串为"EF"，使用BM算法进行匹配，以下关于匹配过程的描述，哪个是正确的？（）A.从主串的第一个字符开始比较B.从主串的最后一个字符开始比较C.随机选择主串中的位置开始比较D.以上都不对14、设计一个直流稳压电源，能够将输入的不稳定直流电压转换为稳定的输出电压，输出电压可在一定范围内调节，给出电路原理图和元件参数选择。15、设计一个基于LoRaWAN的物联网终端设备，实现低功耗远距离数据传输，给出硬件架构和软件流程。16、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。以下关于归并排序的描述，不正确的是（）A.空间复杂度为O(n)B.是一种稳定的排序算法C.最坏、最好和平均时间复杂度均为O(nlogn)D.不能用于链表的排序17、设计一个基于数字逻辑的交通灯倒计时显示系统，能够实时显示每个信号灯的剩余时间。18、设计一个基于传感器的智能车位检测系统，能够实时检测车位的占用情况，并将信息显示在显示屏上。19、设计一个基于单片机的水质监测系统，能够监测水的温度、酸碱度、溶解氧等参数。20、利用数字逻辑电路设计一个自动售货机的控制系统，能够实现货币识别、商品选择和找零功能。21、使用集成电路设计一个乘法器，给出乘法运算的速度和精度要求，并进行电路设计和优化。22、设计一个光纤通信中的色散补偿模块，实现对色散的有效补偿，分析系统性能改善情况。23、在图的遍历算法中，深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）都有各自的特点。假设要检查一个图是否存在环，以下哪种遍历算法可能更适合（）A.DFSB.BFSC.两种算法都不适合D.两种算法都可以24、树是一种重要的数据结构，具有层次关系。在二叉树中，以下关于遍历方式的描述中，不正确的是（）A.前序遍历是先访问根节点，然后遍历左子树，最后遍历右子树B.中序遍历是先遍历左子树，然后访问根节点，最后遍历右子树C.后序遍历是先遍历左子树，然后遍历右子树，最后访问根节点D.无论采用哪种遍历方式，得到的结果都是唯一的25、设计一个电子血压计数据分析与预警电路，能够对血压计测量的数据进行分析，当血压异常时发出预警信号。26、设计一个数字频率计，能够测量输入信号的频率，精度达到一定要求，给出硬件电路设计和软件算法流程。27、设计一个基于形态学处理的图像边缘检测系统，分析处理效果和算法复杂度。28、设计一个基于PLC的风机控制系统，能够根据环境温度和压力自动调节风机的转速，实现节能运行。29、设计一个光耦隔离的模拟量输入模块，实现对0至5V模拟信号的隔离采集，给出电路参数和应用示例。30、在图的遍历算法中，深度优先搜索和广度优先搜索是两种基本方法。以下关于这两种算法的描述中，不正确的是（）A.深度优先搜索使用栈来实现，广度优先搜索使用队列来实现B.深度优先搜索可能会陷入死循环，广度优先搜索不会C.对于同一个图，深度优先搜索和广度优先搜索得到的遍历结果一定相同D.这两种算法都可以用于求解图的连通性问题二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线点餐外卖系统需要管理餐厅信息、菜品信息、用户订单、配送信息等。设计数据结构来实现餐厅和菜品的添加、删除、修改，用户订单的处理和配送状态的跟踪，能够优化配送路线和提高订单处理效率。2、（本题5分）一个在线音乐平台的歌单管理系统需要对用户创建的歌单和歌曲信息进行管理。歌单信息包括歌单编号、名称、歌曲列表等，歌曲信息包括歌曲ID、名称、歌手等。这些信息以邻接多重表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个歌单中的歌曲；（2）向歌单中添加或删除歌曲；（3）合并两个歌单；（4）统计用户创建的歌单数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）某在线游戏的组队系统需要记录队伍信息和队员信息，队伍信息包括队伍ID、队伍名称、队长ID，队员信息包括队员ID、队伍ID、角色信息。设计数据结构来管理组队数据，能够快速查询队伍成员、解散队伍、加入队伍，并支持队伍之间的对战匹配。4、（本题5分）某在线招聘平台需要管理企业的招聘信息、求职者简历和面试安排。设计合适的数据结构和算法，实现高效的人才匹配和招聘流程管理。5、（本题5分）某高校的课程管理系统需要对课程的选课信息进行处理。选课信息包括课程编号、课程名称、授课教师、选课学生名单等。这些信息以队列和栈的组合形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按照选课先后顺序输出选课学生名单；（2）撤销某个学生的选课；（3）统计每门课程的选课人数；（4）调整选课顺序，将优先选课的学生排在前面。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述在链表中如何实现查找、插入和删除操作，与顺序表相比，它们在时间复杂度上有何不同？2、（本题5分）分析在数据结构中，如何利用栈和队列实现图的遍历。3、（本题5分）分析在数据结构中，如何利用树状数组实现高效的区间查询和更新操作。4、（本题5分）详细阐述桶排序在处理均匀分布数据时的优势和