安顺职业技术学院《数据科学与实践》2023-2024学年第二学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页安顺职业技术学院《数据科学与实践》

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20个小题，每小题2分，共40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、设计一个基于单片机的智能车位引导系统，能够实时显示停车场内的车位占用情况，并引导车辆快速找到空闲车位。2、利用数字电路技术，设计一个超市电子秤的称重控制系统，实现准确称重和计价功能。3、堆是一种特殊的数据结构，常用于实现优先队列。以下关于堆的性质，正确的是：（）A.大根堆中，每个节点的值都大于或等于其孩子节点的值B.小根堆中，根节点的值一定是堆中最小的值C.堆可以用数组实现，通过特定的计算方式可以快速定位节点的父子关系D.对堆进行插入和删除操作后，不需要重新调整堆的结构以保持其性质4、链表是一种重要的数据结构，在很多场景中得到应用。关于链表的特点，以下描述错误的是：（）A.链表的存储空间不必连续，可以通过指针来链接各个节点B.对链表进行插入和删除操作时，不需要移动大量元素，效率较高C.链表可以方便地实现随机访问，查找任意位置的元素速度很快D.单链表、双向链表和循环链表是常见的链表类型，它们各有特点和适用场景5、设计一个基于光电二极管的光强度测量系统，能够实时测量环境光的强度，并将数据进行显示和存储。6、利用通信技术，设计一个无线传感器网络节点，能够采集环境数据并通过无线网络将数据传输到汇聚节点。7、当使用数组实现队列时，为了避免假溢出，通常采用循环队列的方式。假设一个循环队列的容量为10，当前队头指针为3，队尾指针为8。此时入队一个元素后，队尾指针应该指向哪里（）A.9B.0C.7D.18、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。9、设计一个数字信号处理中IIR滤波器和FIR滤波器的性能比较方案，在相同条件下分析滤波效果和资源消耗。10、并查集是一种用于处理集合合并和查询的数据结构。对于并查集的操作，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以快速判断两个元素是否属于同一个集合B.合并两个集合的操作时间复杂度为O(n)，其中n是集合中的元素数量C.通过路径压缩和按秩合并等优化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解决图的连通性问题和动态集合管理问题11、对于一个具有n个顶点和e条边的无向图，如果采用邻接表存储，其空间复杂度主要取决于：（）A.nB.eC.n+eD.n^212、考虑用数据结构来实现一个字典功能，要求能够快速插入、删除和查找元素。以下哪种数据结构可能是最合适的（）A.红黑树B.跳表C.堆D.以上数据结构都可以13、设计一个音频放大器扩展电路，能够增加放大器的输出功率和音质，并且具有失真检测功能。14、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。15、设计一个基于运算放大器的仪表放大器，具有高共模抑制比和高增益，用于测量小信号。16、设计一个通信系统扩频模块的性能测试方案，包括扩频增益、抗干扰能力等指标的测量。17、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。18、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描述，不正确的是（）A.空间复杂度为O(n)B.是一种稳定的排序算法C.最坏、最好和平均时间复杂度均为O(nlogn)D.不能用于链表的排序19、设计一个基于音频编解码芯片的MP3播放器，支持常见的音频格式，具备存储和播放功能。20、设计一个基于数字信号处理的图像识别系统，能够识别特定的物体或图案。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述在一个具有n个顶点的无向图中，如何判断其是否为连通图，并给出相应的算法。2、（本题5分）分析在字符串匹配中，如何利用有限自动机的原理提高匹配速度。3、（本题5分）论述如何在一个无序数组中查找前k大的元素，给出高效的算法思路和实现。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数据结构，用于存储电商平台用户的购物车信息，包括商品ID、数量等，支持购物车的操作和结算。2、（本题5分）设计一个哈希表程序，能够插入、查找和删除元素，处理哈希冲突，用户输入数据进行操作并查看结果。3、（本题5分）利用队列结构设计一个超市收银台排队系统，模拟顾客的结账过程。4、（本题5分）设计一个哈希表程序，支持动态扩容和缩容，当元素数量超过一定阈值时自动扩容，删除元素后空间利用率低时自动缩容。5、（本题5分）设计一个算法，利用平衡二叉树存储书籍的ISBN号和书名，实现快速查找和插入。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）假设一个在线投票系统需要记录投票主题、选项和投票人的投票情况。投票主题包括主题ID、主题名称、开始时间、结束时间，选项包括选项ID、主题ID、选项内容，投票情况包括投票人ID、主题ID、选项ID。请设计数据结构来存储这些数据，能够快速统计每个选项的票数、查询投票结果、防止重复投票，并在投票结束后生成投票报告。2、（本题10分）某城市的公共自行