宁夏警官职业学院《数据科学与大数据技术专业综合实训》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数据科学与大数据技术专业综合实训》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批阅人一、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、在一个网络拓扑结构的分析中，需要确定网络中各个节点之间的连接关系和最短路径。为了表示网络的拓扑结构并进行相关计算，以下哪种数据结构是常用的？（）A.邻接矩阵B.邻接表C.十字链表D.边集数组2、设计一个基于单片机的智能电表，能够测量电能参数并进行显示和通信，给出电表的硬件电路和软件程序。3、设计一个简单的太阳能充电控制器，能够将太阳能电池板输出的电能有效地存储到蓄电池中，并防止过充和过放。4、假设正在实现一个股票交易系统，需要实时记录每只股票的最新价格，并能够快速获取价格最高和最低的股票。以下哪种数据结构可以满足这个需求？（）A.平衡二叉搜索树，存储股票价格信息B.链表，顺序更新股票价格C.哈希表，映射股票代码和价格D.栈，存储价格变化5、设计一个基于Wi-Fi6的无线局域网（WLAN）系统，实现高速稳定的网络连接，给出系统组成和关键技术。6、运用集成电路设计流程，设计一款用于工业机器人视觉系统的图像传感器芯片，具备高分辨率和快速响应特性。7、设计一个电子秤电路，能够测量物体的重量，测量范围为0kg到10kg，精度为±0.01kg。8、基于可编程逻辑器件（如FPGA）设计一个数字时钟系统，具备时分秒显示、设置时间和闹钟功能，阐述设计思路和实现过程。9、设计一个太阳能热水器控制器，能够自动控制水温、水位和上水，描述电路原理和控制策略。10、哈希表是一种用于快速查找的数据结构。对于哈希表的性能，以下描述哪一项是不正确的？（）A.哈希函数的设计直接影响哈希表的性能，好的哈希函数可以减少冲突B.处理哈希冲突的方法有开放寻址法和链地址法等C.哈希表的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度均为O(1)D.哈希表的性能不受表的装填因子的影响，装填因子可以任意取值11、设计一个基于压力传感器和单片机的液位测量系统，实时监测容器内的液位高度。12、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的实时图像处理系统，能够快速处理视频流中的图像。13、设计一个温度控制系统电路，能够根据设定的温度自动控制加热或冷却设备，使环境温度保持在设定值附近，精度为±1℃。14、设计一个基于数字电位器和运放的音频增益自动调节系统，根据输入信号强度自动调整增益。15、设计一个通信系统中的扩频通信模块，实现某种扩频方式，分析其抗干扰性能和传输效率。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述如何使用动态规划算法解决最长上升子序列问题。2、（本题5分）详细论述在利用哈希表存储字符串时，如何处理字符串的删除操作，以及如何保证哈希表的性能不受影响。3、（本题5分）阐述后缀树的空间优化方法和实际应用中的考虑因素。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个医院的挂号系统需要记录患者的挂号信息，包括患者姓名、身份证号、挂号科室、医生姓名、挂号时间、就诊状态等。请设计数据结构来管理这些挂号数据，支持快速查找患者的挂号记录、按照科室或医生分类查询、更新就诊状态，并统计每个科室的挂号人数。2、（本题5分）一个文件系统需要对文件和目录进行高效管理。文件和目录信息以树形结构存储。请设计算法实现以下功能：（1）创建一个新目录或文件；（2）删除一个指定的目录或文件；（3）查找指定文件或目录的位置；（4）遍历整个文件系统并输出目录和文件结构。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）一个电商平台的售后服务管理系统需要存储售后订单的信息，包括售后订单编号、商品编号、售后类型（退货、换货、维修）、处理进度、处理结果等。系统要支持快速查找特定售后订单、按照处理进度对订单进行排序、新增售后订单、更新处理进度和结果、删除已完成的售后订单。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。4、（本题5分）某电商仓库管理系统需要存储货物的种类、数量、存放位置和入库出库时间等信息。请设计合适的数据结构来存储货物信息，支持货物的入库、出库、盘点和库存查询操作，并能够根据货物的入库时间和保质期进行优先出库处理。5、（本题5分）在一个图书馆的文献检索系统中，需要记录文献信息、分类目录和检索历史。文献信息包括文献ID、文献标题、作者、出版年份、摘要，分类目录包括目录ID、目录名称、父目录ID，检索历史包括检索ID、用户ID、检索关键词、检索时间。请设计数据结构来管理文献检索数据，实现文献的快速检索、分类浏览、检索历史记录，并根据检索历史推荐相关文献。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个停车场的车位信息，包括车位编号、位