新疆工业职业技术学院《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页新疆工业职业技术学院《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、设计一个基于FPGA的高速数据采集系统，能够采集高速的模拟或数字信号，给出硬件设计和数据处理方法。2、在数据结构的优化中，有多种方法可以提高性能。假设我们正在优化一个数据结构。以下关于数据结构优化的描述，哪一项是不准确的？（）A.选择合适的数据结构和算法是优化的基础B.利用缓存局部性原理可以提高数据访问的效率C.过度的优化可能会导致代码的复杂性增加，反而降低了可维护性D.数据结构的优化只需要考虑时间复杂度的降低，空间复杂度可以忽略3、跳表是一种基于链表的数据结构。关于跳表的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.跳表通过在链表中增加多层索引来提高查找效率B.插入和删除操作在平均情况下的时间复杂度为O(logn)C.跳表的空间复杂度比普通链表高，但低于平衡二叉搜索树D.跳表的性能不受数据分布的影响，始终保持较好的查找效率4、运用通信网络原理，设计一个智能物流仓储管理系统的无线网络方案，实现货物的实时定位和信息传输。5、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6、设计一个基于ADC和DAC的模拟信号采集与回放系统，采样频率不低于100kHz，量化精度为12位。7、基于通信原理设计一个数字通信系统，包括信源编码、信道编码、调制解调等模块，给出系统性能评估。8、在数据结构的实际应用中，优先队列常用于处理具有优先级的任务。以下关于优先队列的实现方式，错误的是：（）A.可以用堆来实现优先队列，插入和删除操作的时间复杂度都较低B.可以用有序数组来实现优先队列，但插入操作的时间复杂度较高C.可以用无序数组来实现优先队列，查找最大（或最小）元素的时间复杂度为O(1)D.无论采用哪种数据结构实现优先队列，其性能都相同9、设计一个基于FPGA的高速数据加密系统，支持AES或RSA加密算法，给出硬件实现和性能分析。10、设计一个数字图像处理中图像特征提取和分类系统，分析特征的有效性和分类准确率。11、设计一个高速并行通信系统，采用DDR3内存接口，传输速率达到1066Mbps，说明硬件实现和时序控制。12、设计一个基于运算放大器的积分器电路，积分时间常数可调，输入信号频率范围为0-100Hz。13、在有向图的最短路径算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特点。以下关于迪杰斯特拉算法的描述，错误的是（）A.它能求出从源点到其他所有顶点的最短路径B.每次都选择距离源点最近的未确定最短路径的顶点进行扩展C.算法的时间复杂度为O(V²)，其中V是顶点的数量D.该算法不能处理带有负权边的图14、设计一个基于ADC和微控制器的水质监测系统，能够测量pH值、溶解氧、电导率等水质参数。15、设计一个低功耗集成电路系统，从电路结构、电源管理等方面考虑降低功耗，分析功耗优化效果。16、设计一个基于微控制器的智能家电控制系统，能够通过手机APP远程控制家电的开关和工作模式，说明系统的硬件和软件实现。17、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18、设计一个简单的语音识别系统，能够识别特定的语音指令，并执行相应的操作，如开灯、关灯、播放音乐等。19、设计一个通信系统中的自适应编码调制（ACM）控制模块，实现根据信道条件动态调整编码和调制方式。20、设计一个数字信号处理器（DSP）图像处理电路，能够实现图像的滤波、增强等处理功能。21、根据数字电路原理，设计一个具有自动计数和显示功能的电子计数器，可用于工业生产中的产品计数。22、设计一个基于FPGA的数字滤波器，实现对输入信号的低通滤波，截止频率为2kHz，采样频率为10kHz。23、设计一个基于CCD图像传感器的图像采集系统，能够实现高速图像采集和数据传输，说明系统硬件组成和接口电路。24、设计一个基于FPGA的视频图像增强系统，能够对输入的视频图像进行对比度增强、亮度调整等处理。25、在一个图像识别系统中，需要对大量的图像特征向量进行聚类分析。以下哪种数据结构和算法常用于实现图像特征的聚类？（）A.K-Means算法结合链表B.层次聚类算法和二叉树C.密度聚类算法和数组D.以上算法和数据结构都可能用到，取决于具体需求26、设计一个无线通信模块低功耗电路，能够降低无线通信模块的功耗，延长电池寿命。27、以下哪种数据结构最适合用于实现LRU（最近最少使用）缓存淘汰策略？（）A.数组B.链表C.哈希表D.栈28、设计一个基于CAN总线的分布式控制系统，实现多个节点之间的数据通信和协同控制，阐述总线协议和系统架构。29、设计一个基于FPGA的数字滤波器，能够对输入的数字信号进行滤波处理，如低通、高通、带通等，阐述硬件实现过程和仿真结果。30、设计一个基于无线传感器网络的农田环境监测系统，监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数，实现数据的汇聚和远程传输。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某城市的停车场管理系统需要记录车辆的入场时间、出场时间、车牌号和停车位置等信息。请设计合适的数据结构来存储这些信息，实现车辆的入场登记、出场结算、车位查询和停车费用计算，并能够优化车位分配以提高停车场的利用率。2、（本题5分）一个在线论坛需要管理帖子的主题、内容、作者、发布时间和回复信息。设计数据结构来组织这些数据，方便用户浏览、搜索和回复帖子。3、（本题5分）某在线音乐平台需要对用户的播放记录和收藏歌曲进行管理，以便为用户提供个性化的音乐推荐。设计数据结构来存储这些信息，并设计算法实现个性化推荐功能。4、（本题5分）某电商平台的商品推荐系统需要根据用户的浏览历史、购买记录和收藏行为为用户推荐相关商品。设计数据结构来存储和分析这些用户行为数据，实现个性化的商品推荐算法，能够实时更新推荐结果以适应用户兴趣的变化。5、（本题5分）一个物流配送中心需要对货物的配送路径进行规划。配送地点以图的形式表示，边的权重表示两地之间的距离。请设计算法实现以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到从起点到终点的最短路径；（2）判断图中是否存在负权边，如果有，如何处理；（3）使用弗洛伊德算法计算所有点对之间的最短路径；（4）如果新增一个配送地点，如何更新最短路径。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述在深度优先搜索和广度优先搜索的混合应用中，如何根据具体问题选择合适的搜索策略。2、（本题5分）论述在一个具有n个元素的链表中，如何判断链表是否有环。3、（本题5分）解释如何使用左偏树实现合并优先队列，分析其特点和时间复杂度。4、（本题5分）详细说明在二叉树的平衡调整中，除了旋转操作，还有哪些方法可以保持平衡。5、