山东协和学院《数据结构及算法（Python）》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数据结构及算法（Python）》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15个小题，每小题2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、设计一个简单的数字信号传输系统，采用差错控制编码提高传输可靠性，包括编码和解码电路设计以及性能测试。2、设计一个卫星导航系统中的卫星轨道参数计算和预测模块，分析轨道精度。3、设计一个数字图像处理中的图像压缩算法，如JPEG，实现图像的高效压缩，比较压缩前后的图像质量。4、想象一个地图应用，需要存储不同地点之间的距离信息，并能够快速找到两个地点之间的最短路径。以下哪种数据结构和算法的组合可能是最有效的？（）A.邻接矩阵结合深度优先搜索算法，能表示完整的图结构，但对于大规模图效率较低B.邻接表结合广度优先搜索算法，节省空间，适合查找最短路径C.十字链表结合迪杰斯特拉算法，结构复杂，实现难度大D.哈希图结合A*算法，适用于复杂的启发式搜索，但对简单地图可能过于复杂5、设计一个光通信收发模块的驱动电路，能够稳定驱动光收发器件，给出电路设计和性能测试结果。6、设计一个基于音频功率放大器的舞台音响系统，输出功率不小于500W，具备音效调节功能。7、考虑用数据结构来实现一个表达式求值的算法，例如计算中缀表达式的值。以下哪种数据结构组合可能是最有效的（）A.栈和队列B.栈和二叉树C.队列和哈希表D.栈和链表8、设计一个具有相位补偿功能的放大器电路，提高电路的稳定性和带宽，给出电路设计和相位补偿分析。9、设计一个光纤通信系统中的光发射机和接收机，确定合适的光源和探测器，计算系统的传输距离和带宽。10、设计一个正弦波信号发生器，输出频率在1kHz至100kHz连续可调，采用集成运放实现，说明电路结构和调试方法。11、设计一个基于蓝牙技术的无线数据传输系统，实现两个设备之间的稳定数据通信，考虑传输距离和数据速率。12、设计一个基于RFID技术的物品识别与管理系统，能够快速准确地读取标签信息并进行数据处理。13、设计一个用于工业自动化的编码器接口电路，能够接收增量式编码器和绝对式编码器的信号，并将其转换为数字信号供控制器处理，给出电路设计和信号处理方法。14、对于一个需要频繁合并和拆分的数据集合，假设我们正在设计一个数据库的存储结构。以下哪种数据结构可能比较合适？（）A.链表B.数组C.树D.哈希表15、设计一个高速数据传输系统，采用USB3.0接口，传输速率达到5Gbps，说明硬件选型和驱动开发。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述如何在一个循环队列中实现元素的入队和出队操作，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）比较冒泡排序和选择排序在平均情况下的性能表现。3、（本题5分）详细说明最短路径问题的定义，以及Dijkstra算法和Floyd算法在解决不同类型最短路径问题中的应用。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线招聘系统需要管理职位信息，包括职位编号、职位名称、工作地点、薪资范围、招聘人数等。系统要支持快速查找特定职位、按照薪资范围对职位进行排序、新增职位、修改职位信息、关闭招聘职位。请确定恰当的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，以及性能优化策略。2、（本题5分）一个在线视频会议系统需要管理参会人员、会议主题、会议时间、会议记录等信息。设计数据结构来实现会议的安排、人员的邀请、会议记录的保存和查询，支持多人同时在线交流和互动。3、（本题5分）某金融机构需要对客户的交易记录进行分析，以检测异常交易行为。交易记录包括交易时间、金额、交易类型等。设计合适的数据结构和算法，能够快速地筛选出异常交易，并进行风险评估。4、（本题5分）一个超市的促销活动管理系统需要存储促销活动的信息，如活动编号、活动名称、活动时间、优惠方式、参与商品等。系统要支持快速查找特定促销活动、按照活动时间对活动进行排序、新增促销活动、修改活动规则、结束活动。请确定恰当的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，以及性能优化策略。5、（本题5分）假设有一个电商网站，需要实时处理大量的订单信息。订单信息包括订单号、商品名称、购买数量、客户姓名、收货地址等。请设计合适的数据结构来存储和管理这些订单数据，并实现订单的快速插入、查找、修改和删除操作，同时能够高效地统计不同商品的销售数量。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个程序，使用Johnson算法求解给定无向图中所有