武汉音乐学院《数据可视化技术实训》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页武汉音乐学院《数据可视化技术实训》

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、设计一个数字温度计湿度计电路，能够同时测量环境温度和湿度，温度精度为±0.1℃，湿度精度为±2%RH。2、采用模拟电子技术设计一个音频前置放大器，能够对输入的音频信号进行初步放大和预处理。3、设计一个基于单片机的智能风扇控制系统，能够根据环境温度自动调节风扇转速。4、设计一个音频功率放大器，采用甲类放大方式，在8Ω负载下输出功率不小于10W，给出电路设计和热设计。5、设计一个基于ZigBee技术的无线智能家居安防系统，能够检测门窗入侵、烟雾和燃气泄漏等情况，并及时报警，说明系统组成和网络配置。6、使用单片机设计一个智能空气质量监测仪，能够检测多种污染物浓度并显示，当空气质量超标时进行报警。7、设计一个太阳能热水器控制器智能控制电路，能够根据天气情况和用户需求自动调节热水器的工作状态，实现智能化控制。8、在一个字符串处理程序中，需要快速判断一个字符串是否是另一个字符串的子串。以下哪种算法和数据结构的组合可能是最有效的？（）A.暴力匹配算法，使用数组存储字符串B.KMP算法，基于有限自动机原理C.哈希算法，将字符串映射为哈希值D.二分查找算法，在有序字符串中查找9、设计一个程控衰减器，衰减量可在0至60dB范围内程控调节，精度为1dB，给出电路实现和控制逻辑。10、设计一个无线通信中的智能天线系统，实现波束的自适应控制，分析系统性能提升效果。11、设计一个数字信号调制解调纠错电路，能够对调制解调过程中的错误进行检测和纠正，提高通信的可靠性。12、设计一个光通信收发系统，包括光源的驱动电路、光探测器的接收电路以及信号处理电路，评估系统的性能指标。13、对于一个具有n个顶点和e条边的无向图，如果采用邻接表存储，其空间复杂度主要取决于：（）A.nB.eC.n+eD.n^214、设计一个简单的程控交换机，实现若干用户之间的通话连接和切换，考虑通话质量和资源分配等问题。15、在数据结构的选择中，需要考虑时间复杂度、空间复杂度和操作的便捷性等因素。以下情况中，优先选择数组而不是链表的是（）A.频繁进行插入和删除操作B.事先不知道数据的规模大小C.需要快速随机访问元素D.内存空间有限16、在图的最短路径问题中，Dijkstra算法是一种常用的算法。以下关于Dijkstra算法的描述中，不正确的是（）A.该算法适用于有向图和无向图B.算法从起始顶点开始，逐步计算到其他顶点的最短路径C.算法通过不断更新顶点的距离值来找到最短路径D.算法的时间复杂度为O(n^2)，其中n是顶点的数量17、设计一个基于STM32的物联网网关，能够连接多种传感器并将数据上传到云平台，阐述系统架构和通信方式。18、想象一个需要对一组数据进行范围查询（例如查找大于某个值且小于另一个值的数据）的场景，以下哪种数据结构可能是最有效的？（）A.二叉搜索树，通过中序遍历可以实现范围查询，但效率一般B.线段树，专门用于高效的区间查询和更新C.哈希表，不便于进行范围查询D.队列，先进先出，无法实现范围查询19、设计一个数字图像处理中的目标检测系统，能够准确检测出特定目标，分析检测的准确率和实时性。20、设计一个移动通信系统中的切换控制模块，能够根据信号强度和质量实现平滑切换，分析切换成功率。21、设计一个基于ADC和微控制器的风速测量系统，能够测量0-30m/s的风速，精度达到0.1m/s。22、运用通信网络原理，设计一个智能仓储物流的无线定位系统，实现货物和搬运设备的精确定位。23、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24、设计一个数字温度计液位计无线传输与远程监测电路，能够将温度和液位数据通过无线方式传输到远程监控中心进行实时监测。25、设计一个数字存储示波器触发与存储优化电路，能够提高示波器的触发准确性和存储效率。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释什么是后缀数组数据结构，说明其构建过程和应用场景，并阐述如何进行字符串匹配操作。2、（本题5分）阐述在一个带权有向图中，如何使用迪杰斯特拉算法求解单源最短路径问题，分析算法的正确性和时间复杂度。3、（本题5分）详细论述在利用二叉树进行按层遍历的过程中，如何使用队列实现，并处理空层的情况，给出具体的算法步骤和代码实现。4、（本题5分）论述在归并排序中，如何合并两个已排序的子序列，给出具体的实现代码。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，利用数组实现归并排序的非递归实现，提高排序效率并展示过程和结果。2、（本题5分）基于字典树和深度优先搜索算法，设计一个程序，找出一个有向图中的所有强连通分量。3、（本题5分）基于可持久化字典树和Prim算法，设计一个程序，为一个移动网络中的基站建立最优连接，适应网络的动态变化。4、（本题5分）使用双向链表和平衡二叉树的结合，设计一个程序，实现对学生综合成绩的管理，包括成绩的录入、查询和排名。5、（本题5分）设计一个基于伸展树的存储结构来存储音乐文件信息，实现文件的添加、删除和按播放时长查询操作。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某城市的公交系统需要管理公交线路、站点和车辆调度信息。设计一种数据结构来存储这些信息，实现线路的添加、删除、查找和修改操作，能够快速查询某个站点经过的公交线路和车辆实时调度情况，并优化车辆调度以提高公交系统的运行效率。2、（本题10分）一个在线点餐系统需要记录菜品信息和订单信息。菜品包括菜品ID、菜品名称、价格、图片、描述等，订单包括订单ID、用户ID、菜品列表、总价、下单时间等。设计数据结构来存储这些数据，能够快速查询菜品、生成订单、更新订单状态，并统计每种菜品的销售数量。3、（本题10分）一个在线课程平台的作业管理系统