學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁武漢音樂學院《數據可視化技術實訓》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、設計一個數字溫度計濕度計電路，能夠同時測量環境溫度和濕度，溫度精度為±0.1℃，濕度精度為±2%RH。2、采用模擬電子技術設計一個音頻前置放大器，能夠對輸入的音頻信號進行初步放大和預處理。3、設計一個基于單片機的智能風扇控制系統，能夠根據環境溫度自動調節風扇轉速。4、設計一個音頻功率放大器，采用甲類放大方式，在8Ω負載下輸出功率不小于10W，給出電路設計和熱設計。5、設計一個基于ZigBee技術的無線智能家居安防系統，能夠檢測門窗入侵、煙霧和燃氣泄漏等情況，并及時報警，說明系統組成和網絡配置。6、使用單片機設計一個智能空氣質量監測儀，能夠檢測多種污染物濃度并顯示，當空氣質量超標時進行報警。7、設計一個太陽能熱水器控制器智能控制電路，能夠根據天氣情況和用戶需求自動調節熱水器的工作狀態，實現智能化控制。8、在一個字符串處理程序中，需要快速判斷一個字符串是否是另一個字符串的子串。以下哪種算法和數據結構的組合可能是最有效的？（）A.暴力匹配算法，使用數組存儲字符串B.KMP算法，基于有限自動機原理C.哈希算法，將字符串映射為哈希值D.二分查找算法，在有序字符串中查找9、設計一個程控衰減器，衰減量可在0至60dB范圍內程控調節，精度為1dB，給出電路實現和控制邏輯。10、設計一個無線通信中的智能天線系統，實現波束的自適應控制，分析系統性能提升效果。11、設計一個數字信號調制解調糾錯電路，能夠對調制解調過程中的錯誤進行檢測和糾正，提高通信的可靠性。12、設計一個光通信收發系統，包括光源的驅動電路、光探測器的接收電路以及信號處理電路，評估系統的性能指標。13、對于一個具有n個頂點和e條邊的無向圖，如果采用鄰接表存儲，其空間復雜度主要取決于：（）A.nB.eC.n+eD.n^214、設計一個簡單的程控交換機，實現若干用戶之間的通話連接和切換，考慮通話質量和資源分配等問題。15、在數據結構的選擇中，需要考慮時間復雜度、空間復雜度和操作的便捷性等因素。以下情況中，優先選擇數組而不是鏈表的是（）A.頻繁進行插入和刪除操作B.事先不知道數據的規模大小C.需要快速隨機訪問元素D.內存空間有限16、在圖的最短路徑問題中，Dijkstra算法是一種常用的算法。以下關于Dijkstra算法的描述中，不正確的是（）A.該算法適用于有向圖和無向圖B.算法從起始頂點開始，逐步計算到其他頂點的最短路徑C.算法通過不斷更新頂點的距離值來找到最短路徑D.算法的時間復雜度為O(n^2)，其中n是頂點的數量17、設計一個基于STM32的物聯網網關，能夠連接多種傳感器并將數據上傳到云平臺，闡述系統架構和通信方式。18、想象一個需要對一組數據進行范圍查詢（例如查找大于某個值且小于另一個值的數據）的場景，以下哪種數據結構可能是最有效的？（）A.二叉搜索樹，通過中序遍歷可以實現范圍查詢，但效率一般B.線段樹，專門用于高效的區間查詢和更新C.哈希表，不便于進行范圍查詢D.隊列，先進先出，無法實現范圍查詢19、設計一個數字圖像處理中的目標檢測系統，能夠準確檢測出特定目標，分析檢測的準確率和實時性。20、設計一個移動通信系統中的切換控制模塊，能夠根據信號強度和質量實現平滑切換，分析切換成功率。21、設計一個基于ADC和微控制器的風速測量系統，能夠測量0-30m/s的風速，精度達到0.1m/s。22、運用通信網絡原理，設計一個智能倉儲物流的無線定位系統，實現貨物和搬運設備的精確定位。23、假設在一個操作系統的內存管理中，需要動態地分配和回收內存塊，并且避免內存碎片的產生。以下哪種數據結構和算法可以用于實現有效的內存管理？（）A.伙伴系統B.分頁存儲管理C.分段存儲管理D.段頁式存儲管理24、設計一個數字溫度計液位計無線傳輸與遠程監測電路，能夠將溫度和液位數據通過無線方式傳輸到遠程監控中心進行實時監測。25、設計一個數字存儲示波器觸發與存儲優化電路，能夠提高示波器的觸發準確性和存儲效率。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是后綴數組數據結構，說明其構建過程和應用場景，并闡述如何進行字符串匹配操作。2、（本題5分）闡述在一個帶權有向圖中，如何使用迪杰斯特拉算法求解單源最短路徑問題，分析算法的正確性和時間復雜度。3、（本題5分）詳細論述在利用二叉樹進行按層遍歷的過程中，如何使用隊列實現，并處理空層的情況，給出具體的算法步驟和代碼實現。4、（本題5分）論述在歸并排序中，如何合并兩個已排序的子序列，給出具體的實現代碼。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，利用數組實現歸并排序的非遞歸實現，提高排序效率并展示過程和結果。2、（本題5分）基于字典樹和深度優先搜索算法，設計一個程序，找出一個有向圖中的所有強連通分量。3、（本題5分）基于可持久化字典樹和Prim算法，設計一個程序，為一個移動網絡中的基站建立最優連接，適應網絡的動態變化。4、（本題5分）使用雙向鏈表和平衡二叉樹的結合，設計一個程序，實現對學生綜合成績的管理，包括成績的錄入、查詢和排名。5、（本題5分）設計一個基于伸展樹的存儲結構來存儲音樂文件信息，實現文件的添加、刪除和按播放時長查詢操作。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某城市的公交系統需要管理公交線路、站點和車輛調度信息。設計一種數據結構來存儲這些信息，實現線路的添加、刪除、查找和修改操作，能夠快速查詢某個站點經過的公交線路和車輛實時調度情況，并優化車輛調度以提高公交系統的運行效率。2、（本題10分）一個在線點餐系統需要記錄菜品信息和訂單信息。菜品包括菜品ID、菜品名稱、價格、圖片、描述等，訂單包括訂單ID、用戶ID、菜品列表、總價、下單時間等。設計數據結構來存儲這些數據，能夠快速查詢菜品、生成訂單、更新訂單狀態，并統計每種菜品的銷售數量。3、（本題10分）一個在線課程平臺的作業管理系統