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《數據結構及算法（Python）》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15個小題，每小題2分，共30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、設計一個簡單的數字信號傳輸系統，采用差錯控制編碼提高傳輸可靠性，包括編碼和解碼電路設計以及性能測試。2、設計一個衛星導航系統中的衛星軌道參數計算和預測模塊，分析軌道精度。3、設計一個數字圖像處理中的圖像壓縮算法，如JPEG，實現圖像的高效壓縮，比較壓縮前后的圖像質量。4、想象一個地圖應用，需要存儲不同地點之間的距離信息，并能夠快速找到兩個地點之間的最短路徑。以下哪種數據結構和算法的組合可能是最有效的？（）A.鄰接矩陣結合深度優先搜索算法，能表示完整的圖結構，但對于大規模圖效率較低B.鄰接表結合廣度優先搜索算法，節省空間，適合查找最短路徑C.十字鏈表結合迪杰斯特拉算法，結構復雜，實現難度大D.哈希圖結合A*算法，適用于復雜的啟發式搜索，但對簡單地圖可能過于復雜5、設計一個光通信收發模塊的驅動電路，能夠穩定驅動光收發器件，給出電路設計和性能測試結果。6、設計一個基于音頻功率放大器的舞臺音響系統，輸出功率不小于500W，具備音效調節功能。7、考慮用數據結構來實現一個表達式求值的算法，例如計算中綴表達式的值。以下哪種數據結構組合可能是最有效的（）A.棧和隊列B.棧和二叉樹C.隊列和哈希表D.棧和鏈表8、設計一個具有相位補償功能的放大器電路，提高電路的穩定性和帶寬，給出電路設計和相位補償分析。9、設計一個光纖通信系統中的光發射機和接收機，確定合適的光源和探測器，計算系統的傳輸距離和帶寬。10、設計一個正弦波信號發生器，輸出頻率在1kHz至100kHz連續可調，采用集成運放實現，說明電路結構和調試方法。11、設計一個基于藍牙技術的無線數據傳輸系統，實現兩個設備之間的穩定數據通信，考慮傳輸距離和數據速率。12、設計一個基于RFID技術的物品識別與管理系統，能夠快速準確地讀取標簽信息并進行數據處理。13、設計一個用于工業自動化的編碼器接口電路，能夠接收增量式編碼器和絕對式編碼器的信號，并將其轉換為數字信號供控制器處理，給出電路設計和信號處理方法。14、對于一個需要頻繁合并和拆分的數據集合，假設我們正在設計一個數據庫的存儲結構。以下哪種數據結構可能比較合適？（）A.鏈表B.數組C.樹D.哈希表15、設計一個高速數據傳輸系統，采用USB3.0接口，傳輸速率達到5Gbps，說明硬件選型和驅動開發。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何在一個循環隊列中實現元素的入隊和出隊操作，給出算法步驟和實現代碼，并分析其時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）比較冒泡排序和選擇排序在平均情況下的性能表現。3、（本題5分）詳細說明最短路徑問題的定義，以及Dijkstra算法和Floyd算法在解決不同類型最短路徑問題中的應用。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線招聘系統需要管理職位信息，包括職位編號、職位名稱、工作地點、薪資范圍、招聘人數等。系統要支持快速查找特定職位、按照薪資范圍對職位進行排序、新增職位、修改職位信息、關閉招聘職位。請確定恰當的數據結構，并詳細闡述算法和代碼實現，以及性能優化策略。2、（本題5分）一個在線視頻會議系統需要管理參會人員、會議主題、會議時間、會議記錄等信息。設計數據結構來實現會議的安排、人員的邀請、會議記錄的保存和查詢，支持多人同時在線交流和互動。3、（本題5分）某金融機構需要對客戶的交易記錄進行分析，以檢測異常交易行為。交易記錄包括交易時間、金額、交易類型等。設計合適的數據結構和算法，能夠快速地篩選出異常交易，并進行風險評估。4、（本題5分）一個超市的促銷活動管理系統需要存儲促銷活動的信息，如活動編號、活動名稱、活動時間、優惠方式、參與商品等。系統要支持快速查找特定促銷活動、按照活動時間對活動進行排序、新增促銷活動、修改活動規則、結束活動。請確定恰當的數據結構，并詳細闡述算法和代碼實現，以及性能優化策略。5、（本題5分）假設有一個電商網站，需要實時處理大量的訂單信息。訂單信息包括訂單號、商品名稱、購買數量、客戶姓名、收貨地址等。請設計合適的數據結構來存儲和管理這些訂單數據，并實現訂單的快速插入、查找、修改和刪除操作，同時能夠高效地統計不同商品的銷售數量。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個程序，使用Johnson算法求解給定無向圖中所有