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頁廣州東華職業學院

《數據科學與大數據技術專業導論》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、設計一個數字信號調制解調高速電路，能夠實現更高的數據傳輸速率，提高通信效率。2、在一個圖像處理軟件中，需要對圖像的像素數據進行操作，如快速找到相鄰像素的最大值、最小值等，并能夠高效地進行區域填充。對于這樣的圖像數據處理需求，以下哪種數據結構可能是最有用的？（）A.二維數組，直接對應圖像的像素矩陣B.二叉樹，對像素值進行排序和查找C.圖，表示像素之間的關系D.哈希表，快速定位特定像素的信息3、在數據結構的性能評估中，除了時間復雜度和空間復雜度，平均情況下的性能也是重要的考慮因素。假設一個數據結構在大多數情況下操作效率很高，但在某些特殊輸入下性能急劇下降。以下關于這種數據結構的評價，哪個是合理的（）A.是一種優秀的數據結構，因為大多數情況性能好B.不是一種好的數據結構，因為存在性能瓶頸C.需要根據具體應用場景來判斷其優劣D.以上評價都不準確4、設計一個數字存儲示波器擴展電路，能夠增加示波器的存儲深度和采樣率，并且具有觸發功能。5、在一個需要對大量整數進行排序的場景中，如果內存空間有限，不能一次性容納所有數據，以下哪種排序算法可能是最合適的？（）A.冒泡排序，簡單但效率低，不適合大數據量B.快速排序，通常在內存中進行，不適合內存受限情況C.歸并排序，可以采用外部排序的方式處理大數據量D.插入排序，適用于少量數據，不適合大規模數據6、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。7、設計一個集成電路制造工藝中的光刻曝光系統，考慮分辨率、對準精度等關鍵參數，優化系統性能。8、在數據結構中，哈希表是一種用于快速查找的數據結構。以下關于哈希表的描述，不準確的是：（）A.哈希表通過哈希函數將關鍵字映射到表中的特定位置，實現快速查找B.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時間復雜度都接近O(1)C.哈希沖突是指不同的關鍵字通過哈希函數映射到了相同的位置，解決哈希沖突的方法有開放地址法和鏈地址法等D.哈希表的性能不受哈希函數的選擇和表的裝填因子的影響9、設計一個模擬集成電路中的運算放大器，滿足特定的增益、帶寬和輸入輸出阻抗要求，進行性能仿真。10、設計一個基于Wi-Fi技術的無線視頻監控系統，能夠實時傳輸高清視頻，具備遠程控制和存儲功能，說明系統組成和網絡配置。11、設計一個基于ARM處理器的嵌入式系統，實現特定的功能，如數據采集、處理和傳輸，描述系統的硬件架構和軟件編程思路。12、假設正在開發一個股票交易系統，需要實時記錄每只股票的價格變化，并能夠快速地找出價格漲幅最大和跌幅最大的股票。同時，要支持對股票價格的歷史數據進行分析。以下哪種數據結構和算法的搭配最適合這個系統？（）A.最大堆和最小堆，分別存儲漲幅和跌幅最大的股票信息B.紅黑樹和中序遍歷，獲取股票價格的排序C.跳表和插入排序，更新股票價格數據D.線段樹和歸并排序，分析股票價格歷史數據13、在一個鏈式存儲的棧中，進行出棧操作時，如果棧為空，會發生什么情況？（）A.正常出棧，返回空值B.程序報錯C.自動添加一個默認值D.等待用戶輸入值14、考慮一個搜索引擎的索引構建過程，需要對大量的網頁內容進行分詞、索引和存儲，以便能夠快速地根據用戶的查詢關鍵詞返回相關的網頁。以下哪種數據結構和算法常用于搜索引擎的索引構建和查詢處理？（）A.倒排索引和分詞算法B.正排索引和冒泡排序C.索引鏈表和選擇排序D.索引數組和插入排序15、根據數字信號處理知識，設計一個視頻編碼解碼器，支持高清視頻的壓縮和解壓縮。16、二叉搜索樹在數據查找和排序中有廣泛應用。假設我們正在維護一個二叉搜索樹。以下關于二叉搜索樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.插入操作時，通過比較節點值找到合適的位置插入新節點，保持二叉搜索樹的性質B.查找操作的時間復雜度在平均情況下為O(logn)，但在最壞情況下可能退化為O(n)C.刪除操作相對復雜，需要根據被刪除節點的子節點情況進行不同的處理D.只要按照一定的順序插入節點，二叉搜索樹就一定是平衡的，不需要進行平衡調整17、插入排序也是一種簡單的排序算法，它將未排序的元素逐個插入到已排序的部分中。在平均情況下，插入排序的時間復雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)18、設計一個基于FPGA的數字信號濾波系統，支持在線參數調整和實時濾波，給出硬件設計和濾波算法優化。19、設計一個數字通信系統中前向糾錯編碼（FEC）的性能評估和優化方案，分析編碼增益和復雜度。20、設計一個基于ADC和DAC的模擬信號采集與回放系統，能夠對音頻范圍內的模擬信號進行采集、數字化處理和回放，給出系統架構和性能指標分析。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何在一個具有n個頂點的圖中，使用鄰接表存儲結構獲取頂點的度，并分析其時間復雜度。2、（本題5分）論述在最短路徑算法的變種中，如限制條件下的最短路徑（如限制經過的節點數），如何求解。3、（本題5分）闡述并查集中如何通過數據結構的改進提高空間利用率。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用鏈表和克魯斯卡爾算法，設計一個程序，為一個分布式計算系統中的節點構建可靠的通信架構，考慮節點的性能和負載。2、（本題5分）設計一個程序，通過字典樹實現對大量字符串的快速檢索和分類。3、（本題5分）設計一個程序，使用拓撲排序解決課程安排問題，給定課程的先修關系，輸出課程安排順序。4、（本題5分）設計一個程序，利用數組實現計數排序的優化版本，提高排序效率并展示過程和結果。5、（本題5分）實現一個算法，計算一個圖的最小生成森林。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）某公司的員工管理系統需要存儲員工的個人信息，如姓名、工號、部門、職位、薪資等。請