大理农林职业技术学院《数据科学算法》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页大理农林职业技术学院《数据科学算法》

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、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2、栈是一种特殊的线性表，遵循特定的操作原则。对于栈的操作，以下描述哪一项是不正确的？（）A.栈遵循先进后出（FILO）的原则，只能在栈顶进行插入和删除操作B.可以使用数组或链表来实现栈的数据结构C.栈的入栈和出栈操作的时间复杂度均为O(1)D.栈的应用非常广泛，例如在表达式求值和函数调用中3、设计一个音频滤波器数字控制电路，能够通过数字信号处理器（DSP）对滤波器的参数进行精确控制，提高音频质量。4、设计一个用于光伏逆变器的控制系统，实现最大功率点跟踪和电能质量控制，给出系统架构和控制策略。5、考虑一个物流配送系统，需要规划车辆的行驶路线，使得配送成本最小。假设城市之间的道路可以表示为一个有权图，以下哪种算法和数据结构常用于解决这个问题？（）A.深度优先搜索算法和邻接矩阵B.广度优先搜索算法和邻接表C.迪杰斯特拉算法和优先队列D.弗洛伊德算法和数组6、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。7、根据数字信号处理理论，设计一个图像锐化处理系统，增强图像的边缘和细节信息。8、跳表是一种可以替代平衡树的数据结构。假设我们正在使用跳表进行数据存储。以下关于跳表的描述，哪一项是不准确的？（）A.跳表通过随机增加索引层次来提高查找效率B.插入和删除操作可能会影响跳表的索引结构，需要进行相应的调整C.跳表的平均查找、插入和删除时间复杂度均为O(logn)D.跳表的空间复杂度比平衡树低，更适合内存紧张的场景9、利用模拟电路技术，设计一个用于舞台灯光控制的调光器，能够实现灯光的平滑调节和多种灯光效果。10、在排序算法的比较中，稳定性是一个重要的特性。以下关于排序算法稳定性的描述，错误的是（）A.稳定的排序算法在排序过程中不会改变相同元素的相对顺序B.冒泡排序、插入排序和归并排序是稳定的排序算法C.选择排序和快速排序是不稳定的排序算法D.排序算法的稳定性对于所有应用都是至关重要的，不稳定的算法不能使用11、设计一个用于工业机器人视觉引导的图像处理系统，能够实现工件识别和定位，给出系统硬件和软件设计。12、设计一个红外遥控系统，能够通过遥控器对设备进行开、关、音量调节等操作，遥控距离不小于5米。13、设计一个基于传感器网络的智能温室控制系统，能够精确控制温室内的环境参数，提高作物产量。14、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时采集温度数据，通过PID算法进行控制，使温度稳定在设定值的±1℃范围内，给出硬件设计和软件流程。15、设计一个基于运算放大器的电压比较器电路，能够比较两个输入电压的大小，并输出高低电平信号。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述如何使用线段树解决动态区间最大值问题，给出更新和查询的方法。2、（本题5分）详细阐述B树中如何处理根节点的特殊情况。3、（本题5分）解释什么是堆，包括最大堆和最小堆，并说明如何在数组中构建一个堆，以及如何进行插入和删除元素的操作。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个在线招聘系统中，需要管理企业招聘信息、求职者简历、面试安排和录用结果等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持企业招聘信息的发布和更新，求职者简历的投递和筛选，面试的安排和记录，以及录用结果的通知，并能够实现人才库的建立和智能匹配推荐。2、（本题5分）某快递公司的包裹跟踪系统需要对包裹的运输路径和状态进行管理。包裹信息包括包裹编号、起始地、目的地、当前位置、状态等。这些信息以双端队列的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个包裹的当前位置和状态；（2）包裹到达一个新的地点时更新其信息；（3）按照目的地对包裹进行排序；（4）统计处于运输中、已送达和异常状态的包裹数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）一个在线点餐外卖系统需要管理餐厅信息、菜品信息、用户订单、配送信息等。设计数据结构来实现餐厅和菜品的添加、删除、修改，用户订单的处理和配送状态的跟踪，能够优化配送路线和提高订单处理效率。4、（本题5分）某城市的公共交通卡管理系统需要记录用户的卡信息和消费记录，卡信息包括卡号、用户姓名、余额等，消费记录包括卡号、消费时间、消费金额、消费地点。请设计数据结构来存储这些数据，实现卡的充值、消费查询、余额提醒，并统计不同地点的消费情况。5、（本题5分）一个在线游戏的排行榜系统需要对玩家的得分进行实时更新和排名。得分信息以斐波那契堆的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）玩家得分增加或减少时更新排名；（2）查找排名前N的玩家；（3）删除某个玩家的得分记录；（4）计算排名的平均得分。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分