上海财经大学浙江学院《数据可视化》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、根据通信原理，设计一个数字电视广播发射系统，能够将视频和音频信号进行调制并发射出去。2、利用射频技术设计一个Zigbee无线传感器网络节点，用于采集环境数据并进行短距离传输。3、设计一个基于ARM处理器的智能家居控制系统，能够实现对灯光、窗帘、空调等设备的远程控制和智能调节，说明系统架构和通信协议。4、假设在一个操作系统的内存管理中，需要动态地分配和回收内存块，并且避免内存碎片的产生。以下哪种数据结构和算法可以用于实现有效的内存管理？（）A.伙伴系统B.分页存储管理C.分段存储管理D.段页式存储管理5、设计一个基于数字锁相环和频率合成器的通信信号源，产生稳定的、频率可调的通信信号。6、设计一个基于单片机的智能路灯控制系统，能够根据环境光照强度自动调节路灯的亮度，实现节能控制。7、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。8、设计一个温度控制系统扩展电路，能够增加温度控制的精度和稳定性，并且具有远程控制功能。9、设计一个基于ARM处理器的嵌入式系统，实现特定的功能，如数据采集、处理和传输，描述系统的硬件架构和软件编程思路。10、对于一个用链表表示的队列，若队头指针为front，队尾指针为rear，在进行入队操作时，新节点应插入在？（）A.front之前B.rear之后C.front和rear之间D.任意位置11、在一个图像识别系统中，需要对大量的图像特征向量进行聚类分析。以下哪种数据结构和算法常用于实现图像特征的聚类？（）A.K-Means算法结合链表B.层次聚类算法和二叉树C.密度聚类算法和数组D.以上算法和数据结构都可能用到，取决于具体需求12、设计一个基于传感器的环境监测系统，能够同时监测温度、湿度、光照强度等环境参数，并通过无线方式传输数据。13、在数据结构的实际应用中，优先队列常用于处理具有优先级的任务。以下关于优先队列的实现方式，错误的是：（）A.可以用堆来实现优先队列，插入和删除操作的时间复杂度都较低B.可以用有序数组来实现优先队列，但插入操作的时间复杂度较高C.可以用无序数组来实现优先队列，查找最大（或最小）元素的时间复杂度为O(1)D.无论采用哪种数据结构实现优先队列，其性能都相同14、设计一个音频均衡器扩展电路，能够增加均衡器的频段数量和调节精度，并且具有预设模式。15、设计一个太阳能路灯控制器，能够根据环境光强自动控制路灯的开关和亮度，描述电路原理和控制策略。16、设计一个数字电压表校准电路，能够对数字电压表进行校准，提高测量精度。17、设计一个基于蓝牙5.2技术的智能手环，具备健康监测、运动追踪和消息提醒功能。18、利用射频技术设计一个无线传感器节点，能够采集环境数据并通过无线方式传输，给出节点的硬件设计和功耗分析。19、设计一个基于STM32的智能手环，能够监测心率、血压、运动步数等健康数据，并通过蓝牙与手机进行数据同步。20、设计一个基于PLC的自动化生产线控制系统，能够实现对生产线上多个设备的顺序控制、逻辑控制和故障报警功能。21、设计一个基于单片机的电子秤系统，能够测量0-10kg的物体重量，精度达到1g。22、在数据结构中，排序算法是非常重要的一部分。冒泡排序是一种简单的排序算法，它通过反复比较相邻的元素并交换位置来将数组排序。对于一个包含n个元素的数组，冒泡排序的最坏时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)23、设计一个基于运算放大器的微分器电路，能够对输入信号进行微分运算，输入信号频率范围为0-100Hz。24、假设要开发一个文本编辑软件，需要实现撤销和重做功能，能够记录用户的一系列操作并在需要时进行回退或恢复。为了实现这一功能，以下哪种数据结构是最适合的？（）A.环形缓冲区B.栈C.队列D.双端队列25、设计一个基于STM32H7的高性能嵌入式系统，能够运行复杂的实时操作系统和应用程序，给出硬件架构和软件环境搭建。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（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。2、（本题5分）详细解释在一个具有n个元素的二叉树中，如何进行前序遍历的非递归实现。3、（本题5分）在图的存储中，如何表示稀疏图和稠密图？各有哪些适用的算法？4、（本题5分）解释在一个有向图中如何判断是否存在回路，以及如何使用拓扑排序对图进行排序。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个基于链表的存储结构来存储电影信息，实现电影的添加、删除和按评分查询操作。2、（本题5分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个图书馆的读者逾期未还图书提醒系统，及时提醒读者归还图书。3、（本题5分）设计一个程序，将给定的无序数组构建为一个最大堆，输出构建后的堆。4、（本题5分）给定一组任务和它们的截止时间，设计算法使用贪心策略安排任务，使完成的任务数量最多。5、（本题5分）设计一个程序，利用图的数据结构表示通信网络，实现网络中节点之间的最短路径和最大流量的计算功能。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某电商平台需要对商品的销售数据进行分析和处理。销售数据包括商品编号、销售数量、销售日期等信息。请设计合适的数据结构来存储这些数据，并实现以下功能：快速查找特定商品在某段时间内的销售总量；按照销售数量对商品进行排序；能够方便地插入和删除销售记录。请详细描述数据结构的选择、算法设计以及代码实现。2、（本题10分）某医院的药品库存管理系统需要存储药品信息，如药品编号、药品名称、药品规格、库存数量、有效期等。系统要能够快速查找特定药品、按照库存数量对药品进行排序、进行药品的入库和出库操作、提醒即将过期药品。请设计合理的数据结构和算法，并