桂林生命与健康职业技术学院《数据建模》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页桂林生命与健康职业技术学院

《数据建模》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30个小题，每小题1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、设计一个数字通信系统中的均衡器，能够自适应地补偿信道失真，测试均衡效果和收敛速度。2、利用电力电子技术设计一个电动汽车充电桩的功率模块，实现高效充电和电能转换。3、设计一个基于锁相环的频率跟踪系统，能够实时跟踪输入信号的频率变化，并输出与之同步的信号。4、栈是一种特殊的线性表，其操作遵循后进先出的原则。关于栈的应用，以下说法错误的是（）A.栈可以用于表达式求值B.栈可以用于实现函数调用时的参数传递和返回地址保存C.栈可以用于将递归算法转换为非递归算法D.栈不适合用于判断一个字符串是否是回文5、设计一个数字信号处理系统，能够对语音信号进行降噪处理，给出系统的硬件架构和软件算法实现。6、设计一个带通滤波器电路，中心频率为1kHz，带宽为200Hz，通带波纹小于0.8dB，阻带衰减不小于40dB，输入信号频率范围为0-2kHz。7、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8、设计一个简单的工业自动化控制系统，实现对生产线上设备的运行控制和状态监测，阐述系统的架构和控制策略。9、二叉搜索树是一种特殊的二叉树，在查找和操作上具有一定的优势。对于二叉搜索树的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.左子树上所有节点的值均小于根节点的值，右子树上所有节点的值均大于根节点的值B.中序遍历二叉搜索树可以得到一个有序的序列C.插入、删除和查找操作在平均情况下的时间复杂度均为O(logn)，其中n是节点数量D.二叉搜索树一定是平衡的，即左右子树的高度差不超过110、设计一个数字锁相环频率合成器，能够输出频率在1MHz至1GHz范围内连续可调的正弦波，给出系统架构和关键技术。11、设计一个基于蓝牙Mesh网络的智能照明系统，能够实现群组控制和场景设置，说明系统组成和网络配置。12、快速排序是一种高效的排序算法。以下关于快速排序的说法，错误的是（）A.采用分治的思想B.平均时间复杂度为O(nlogn)C.最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，但概率较小D.是一种稳定的排序算法13、设计一个基于数字信号处理的图像去噪系统，能够有效去除图像中的噪声，同时保持图像细节。14、设计一个音频功率放大器，要求在8Ω负载下输出功率不小于50W，总谐波失真小于0.5%，给出电路设计和调试方案。15、当使用树结构来存储数据时，平衡二叉树是为了保证树的高度平衡，从而提高查找效率。假设一个平衡二叉树由于插入操作导致失衡，以下哪种调整方法可以恢复平衡（）A.旋转操作B.重新构建整棵树C.忽略失衡，继续进行操作D.以上方法都不行16、设计一个正弦波信号发生器，采用DDS技术，频率分辨率达到1Hz，输出幅度稳定，说明工作原理和硬件设计。17、利用射频技术设计一个无线充电器，能够为特定设备进行高效的无线充电，分析充电效率和安全性。18、利用数字电路技术，设计一个银行自动取款机的控制系统，实现取款、存款、转账等功能。19、若要对n个不同的关键字进行冒泡排序，在最坏情况下，其比较次数为？（）A.n(n-1)/2B.nlog2nC.n^2D.n20、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。21、设计一个基于PLC的自动化生产线控制系统，能够实现对物料输送、加工、装配等环节的顺序控制和故障报警。22、在树的遍历中，先序遍历、中序遍历和后序遍历可以得到不同的节点访问顺序。以下关于这三种遍历方式的应用场景，描述错误的是（）A.先序遍历常用于创建二叉树的副本B.中序遍历常用于对二叉搜索树进行排序操作C.后序遍历常用于计算二叉树中节点的数量D.这三种遍历方式的应用场景是固定的，不能相互替代23、设计一个基于51单片机的智能交通灯控制系统，能够根据车流量自动调整红绿灯时间，提高道路通行效率。24、设计一个音频滤波器组，实现对不同频段音频的分离和处理，给出电路结构和滤波器参数设计。25、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26、设计一个数字信号调制解调电路，能够实现数字信号的调制和解调，调制方式为ASK、FSK、PSK等。27、设计一个计算机网络中的小型路由器，实现不同网段之间的数据转发功能，配置相关路由协议。28、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。对于归并排序的描述，不正确的是（）A.归并排序将待排序序列不断分成两半，然后合并B.归并排序在最坏、最好和平均情况下的时间复杂度均为O(nlogn)C.归并排序需要额外的存储空间来辅助排序D.归并排序是一种不稳定的排序算法29、在选择数据结构时，需要考虑多种因素。以下关于数据结构选择的描述，不准确的是：（）A.如果需要频繁地在头部和尾部进行插入和删除操作，双端队列可能是一个合适的选择B.当数据的查找操作远多于插入和删除操作，且数据量较大时，二叉搜索树可能比链表更合适C.对于需要快速合并操作的场景，如多个有序序列的合并，优先队列可能是一个好的选择D.数据结构的选择只取决于操作的类型和频率，不需要考虑数据的特点和规模30、根据模拟电路理论，设计一个用于医疗设备的生物电信号放大器，能够放大微弱的生物电信号，如心电、脑电等。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某小区的物业管理系统需要存储房屋信息，如房屋编号、业主姓名、房屋面积、物业费缴纳情况等。系统要能够快速查找特定房屋、按照房屋面积对房屋进行排序、新增房屋、修改业主信息、催缴物业费。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。2、（本题5分）一个在线游戏需要对玩家的游戏数据（如得分、等级、游戏时间等）进行实时排序和更新。考虑使用平衡二叉排序树来存储这些数据。请设计算法实现以下功能：（1）插入一个新玩家的数据；（2）删除一个指定玩家的数据；（3）根据得分对玩家进行降序排序；（4）更新某个玩家的游戏时间。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）一个在线论坛需要存储帖子和回复信息。每个帖子有帖子ID、标题、内容、作者、发布时间等，回复有回复ID、帖子ID、内容、回复者、回复时间。请设计数据结构来管理帖子和回复数据，能够快速查找特定帖子和其回复、按照主题分类、删除违规帖子和回复，并统计每个主题的帖子数量。4、（本题5分）一个在线教育平台的作业批改系统需要记录学生的作业提交情况、批改结果和教师评语。设计数据结构来方便教师查阅和统计学生的作业表现。5、（本题5分）某学校的图书馆管理系统需要记录大量的图书信息，包括图书编号、书名、作者、出版社、出版年份、馆藏数量、借阅状态等。请为该系统设计数据结构，能够快速查找特定图书、按作者或出版社分类查询、统计热门图书，并支持新书的入库和旧书的删除操作。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释如何在一个循环双链表中实现插入和删除操作，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）数组的查找算法中，线性查找的实现过程和时间复杂度是多少？在什么情况下适用？3、（本题5分）对于一个用链表实现的栈，如何实现栈的复制操作，要求空间复杂度为O(1)，给出算法思路和实现代码。4、（本题5分）在哈希表中，详细说明如何处理哈希表的负载因子过高的