江西师范高等专科学校《数据模型与决策》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数据模型与决策》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、利用锁相环技术设计一个频率合成器，能够输出稳定的、可调节的频率信号，给出频率合成器的整体架构和各部分的详细设计。2、设计一个数字音频处理系统，能够实现音频的采集、编码、存储和播放，具备一定的音频特效处理功能。3、设计一个无线通信中的毫米波通信系统，考虑波束成形和信道估计等关键技术。4、在排序算法中，冒泡排序是一种简单的排序方法。以下关于冒泡排序的叙述中，不正确的是（）A.冒泡排序通过不断比较相邻元素并交换位置来排序B.冒泡排序在最好情况下的时间复杂度为O(n)C.冒泡排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)D.冒泡排序是一种稳定的排序算法5、根据数字信号处理理论，设计一个视频压缩编码的硬件加速模块，提高视频处理速度。6、设计一个数字音频处理中的音频特效生成和控制模块，分析特效的多样性和可控性。7、基于通信编码技术设计一个纠错编码系统，能够对传输的数据进行编码和纠错，提高数据传输的可靠性。8、堆是一种特殊的数据结构，常用于实现优先队列。关于堆的性质和操作，以下描述哪一项是不正确的？（）A.堆分为最大堆和最小堆，最大堆中父节点的值大于子节点的值，最小堆中父节点的值小于子节点的值B.可以使用数组来实现堆，通过特定的公式计算节点的位置C.向堆中插入一个元素和删除堆顶元素的时间复杂度均为O(logn)，其中n是堆中元素的数量D.堆排序是基于堆的一种排序算法，其时间复杂度为O(n^2)9、设计一个基于555定时器的三角波发生器，输出频率在10Hz至100Hz连续可调，说明电路原理和元件选择。10、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叙述，错误的是：（）A.归并排序将待排序序列分成若干个子序列，然后将子序列合并成有序序列B.归并排序在最坏、平均和最好情况下的时间复杂度均为O(nlogn)C.归并排序是一种稳定的排序算法D.归并排序的空间复杂度较高11、设计一个具有温度补偿功能的压力传感器测量电路，提高测量精度，给出电路设计和温度补偿算法。12、设计一个基于ZigBee技术的智能温室控制系统，能够调节温室内的温度、湿度、光照和二氧化碳浓度。13、设计一个高速数据采集系统，采样率达到50MSa/s，分辨率为12位，存储深度为1MB，说明硬件选型和软件驱动编写。14、在排序算法中，选择排序是一种简单的排序方法，以下关于选择排序的描述，正确的是：（）A.选择排序在每一轮选择未排序部分的最小元素，与当前位置的元素交换B.选择排序在最好和最坏情况下的时间复杂度都是O(nlogn)C.选择排序是一种稳定的排序算法，不会改变相同元素的相对顺序D.选择排序的空间复杂度较高，需要额外的大量辅助空间15、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。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述队列在数据缓存中的应用，如文件读取、网络数据接收等，并解释其作用。2、（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。3、（本题5分）论述如何利用深度优先搜索算法检测图中是否存在环。4、（本题5分）详细阐述在一个具有n个顶点和e条边的带权有向图中，如何使用迪杰斯特拉算法求解单源最短路径问题。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个大型数据库系统需要对数据进行快速检索和排序。数据以红黑树的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）插入一条新的数据记录；（2）删除一条指定的数据记录；（3）按照某个字段对数据进行排序并输出；（4）查找某个范围内的数据记录。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）一个学校的考场安排管理系统需要存储考场的信息，如考场编号、考场位置、容纳人数、考试科目、考试时间等。系统要支持快速查找特定考场、按照容纳人数对考场进行排序、新增考场安排、修改考试时间、删除不再使用的考场。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。3、（本题5分）某社交网络的消息推送系统需要对用户的消息进行管理。消息包括发送者ID、接收者ID、消息内容、发送时间等。这些消息以环形队列的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按照发送时间顺序推送消息给接收者；（2）用户读取消息后删除已读消息；（3）查询某个用户未读消息的数量；（4）当队列满时，如何处理新的消息。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）在一个在线旅游攻略分享平台中，需要管理目的地信息、用户攻略、景点评价和热门路线等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持目的地和景点的添加、删除和修改，用户攻略的发布和分享，景点评价的管理，以及热门路线的推荐，并能够根据用户兴趣和行为进行个性化的攻略推送。5、（本题5分）一个在线租房平台需要管理房源信息、租客信息、租赁合同和租金支付等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持房源的发布、查找和修改，租客的注册和信息管理，租赁合同的签订和租金支付记录，并能够保障交易的安全和纠纷处理。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个算法，判断给定的二叉树是否为完全二叉树，并给出时间复杂