云南商务职业学院《数据可视化分析》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数据可视化分析》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、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、在一个长度为n的字符串中，使用朴素的模式匹配算法查找一个长度为m的子串，其最坏情况下的时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(m)C.O(nm)D.O(n+m)2、运用集成电路设计流程，设计一款用于智能手机的音频编解码器芯片，支持多种音频格式的解码和编码。3、设计一个基于运放的仪表放大器电路，增益可调范围为1-1000倍，共模抑制比不小于80dB，输入阻抗不小于1MΩ。4、设计一个基于FPGA的视频图像加密系统，对输入的视频图像进行加密处理，保证图像传输的安全性。5、设计一个基于FPGA的图像锐化系统，能够增强图像的边缘和细节，说明算法和硬件实现。6、在一个网络数据包的处理系统中，需要按照到达的时间顺序存储和处理数据包。以下哪种数据结构最适合？（）A.队列B.栈C.二叉搜索树D.哈希表7、插入排序也是一种基本的排序算法。对于插入排序的特点和性能，以下描述错误的是（）A.插入排序将待排序元素插入到已排序序列的合适位置B.插入排序在平均情况下的时间复杂度为O(n^2)C.插入排序在数据基本有序时性能较好D.插入排序是一种不稳定的排序算法8、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9、运用通信网络原理，设计一个智慧农业的物联网网络方案，实现农田环境数据的采集和远程控制。10、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。11、设计一个5V转±12V的DC-DC电源转换电路，输出电流不小于0.5A，给出原理图和元件选型。12、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。13、设计一个音频前置放大器电路，具有低噪声和高增益，给出电路结构和参数选择。14、设计一个无线通信衰落信道的模拟模型，能够产生不同类型的衰落信号，用于系统性能测试。15、利用数字电路技术，设计一个智能公交站牌系统，显示车辆实时位置和预计到达时间。16、设计一个正弦波信号发生器，输出频率在100kHz至1GHz连续可调，采用锁相环技术实现，说明工作原理和硬件设计。17、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。以下关于栈在表达式求值中的应用，说法不正确的是（）A.可以将中缀表达式转换为后缀表达式，然后利用栈进行求值B.栈可以保存操作数和运算符，按照运算规则进行计算C.对于复杂的表达式，栈的使用可以简化求值过程D.栈在表达式求值中只能用于中缀表达式，不能用于后缀表达式18、设计一个高速串行通信系统，采用PCIe接口，传输速率达到10Gbps，说明硬件实现和协议栈。19、设计一个基于单片机的智能灌溉控制器，能够根据土壤湿度和作物需水规律自动控制灌溉水量和时间。20、设计一个简易的数字频率计，能够测量1Hz至100kHz范围内的正弦波、方波和三角波的频率，精度达到0.1%，请详细说明系统设计方案，包括硬件和软件部分。21、在图的存储和遍历中，深度优先遍历和广度优先遍历可以用于判断图是否连通。以下关于连通性判断的叙述中，不正确的是（）A.如果从某个顶点出发能够遍历到图中的所有顶点，则图是连通的B.对于无向图，深度优先遍历和广度优先遍历的结果相同，都能判断连通性C.对于有向图，深度优先遍历和广度优先遍历的结果可能不同，需要综合判断连通性D.无论图的存储方式如何，深度优先遍历和广度优先遍历判断连通性的时间复杂度相同22、对于一个经常需要在头部和尾部进行插入和删除操作的线性数据结构，假设我们正在设计一个程序来管理一个排队系统。以下哪种数据结构最为合适？（）A.栈B.队列C.双端队列D.循环队列23、设计一个太阳能路灯控制器扩展电路，能够增加路灯的亮度调节和故障检测功能，并且具有节能模式。24、设计一个基于数字信号处理的图像压缩系统，能够对图像进行高效压缩，减少存储空间和传输带宽需求。25、根据通信原理，设计一个卫星通信地面站的天线跟踪控制系统，确保天线始终对准卫星。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述伸展树在处理有序数据时的性能特点和优化方法。2、（本题5分）详细说明如何在一个图中进行最小生成树的动态维护（如边的删除和添加），给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。3、（本题5分）解释如何在一个字符串中查找第一个只出现一次的字符。4、（本题5分）论述伸展树的自调整特性和操作，分析其在频繁插入和删除操作中的性能表现。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个红黑树，实现插入、删除和查找操作，并保证红黑树的性质始终成立。2、（本题5分）设计一个算法，利用二叉搜索树存储学生的社团活动参与情况，能够快速查找特定社团的参与学生。3、（本题5分）设计一个程序，以二叉树的形式表示家族谱系图，实现家族成员的查找和关系展示功能。4、（本题5分）设计一个桶排序算法，对给定的一定范围内的整数进行排序，分析其适用场景和局限性。5、（本题5分）设计一个程序，利用图的数据结构表示电力网络，实现电力传输的最短路径和负载均衡分析功能。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线购物车系统需要对用户添加的商品进行管理。商品信息包括商品ID、名称、价格、数量等。购物车以栈和队列的组合形式实现。请设计算法实现以下功能：（1）添加商品到购物车；（2）从购物车中删除指定商品；（3）按照价格从高到低输出购物车中的商品；（4）计算购物车中商品的总价。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题10分）某在线音乐教学平台需要记录课程信息、学生信息、学习进度、作业完成情况等。设计数据结构来支持教学过程的管理，实现课程安排、学生学习情况跟踪、作业批改和成绩统计，能够为学生提供个性化的学习方案。3、（本题10分）假设一个在线健身平台需要记录用户的运动计划、运动记录和身