站名：站名：年級專業：姓名：學號：凡年級專業、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁青島港灣職業技術學院《數據可視化實驗》

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、假設要實現一個可以動態調整大小并且能夠快速查找最大元素的數據結構。以下哪種數據結構的擴展和修改可能是最合適的？（）A.最大堆B.最小堆C.鏈表D.數組2、設計一個基于FPGA的高速數據存儲系統，能夠實現快速的數據寫入和讀取，給出硬件設計和存儲性能測試。3、設計一個基于LTC6804的電池組監測系統，能夠同時監測多個串聯電池的電壓和溫度，給出硬件電路和軟件算法。4、設計一個自動控制系統中的速度控制器，用于控制電機的轉速，滿足特定的動態和穩態性能指標。5、設計一個數字電路中同步時序電路和異步時序電路的性能比較系統，分析在不同應用場景下的優劣。6、在數據結構的應用中，?？梢杂糜诒磉_式求值。對于中綴表達式轉后綴表達式的過程，以下描述錯誤的是（）A.操作數直接輸出B.遇到左括號時入棧C.遇到右括號時，將棧頂元素依次彈出，直到遇到左括號D.運算符的優先級不會影響轉換過程7、設計一個基于555定時器的脈沖產生電路，輸出頻率和占空比可調，給出電路原理圖和參數計算方法，分析其穩定性和應用場景。8、設計一個音頻均衡器參數自動調整與存儲電路，能夠根據輸入音頻信號自動調整均衡器參數，并將參數存儲起來供下次使用。9、設計一個音頻均衡器，能夠對音頻信號進行10段均衡調節，給出系統方案和濾波器參數計算。10、設計一個基于FPGA的數字信號加密傳輸系統，保障數據在傳輸過程中的安全性。11、設計一個基于單片機的智能電表抄表系統，支持遠程抄表和數據統計分析。12、設計一個基于藍牙Mesh網絡的智能家居控制系統，實現多個設備的協同控制，描述網絡架構和控制策略。13、以下哪種數據結構適合用于實現LRU（最近最少使用）頁面置換算法？（）A.隊列B.棧C.哈希表D.雙向鏈表14、利用模擬電路技術，設計一個用于激光打印機的高壓電源電路，為激光發生器提供穩定的高壓。15、設計一個數字溫度計，采用熱敏電阻傳感器，能夠測量0℃至100℃的溫度范圍，精度為0.1℃，說明硬件連接和信號處理。16、棧是一種特殊的線性表，其操作遵循后進先出的原則。關于棧的應用，以下說法錯誤的是（）A.?？梢杂糜诒磉_式求值B.?？梢杂糜趯崿F函數調用時的參數傳遞和返回地址保存C.?？梢杂糜趯⑦f歸算法轉換為非遞歸算法D.棧不適合用于判斷一個字符串是否是回文17、設計一個具有USB接口的數字存儲設備，能夠實現數據的存儲和讀取，包括硬件接口設計和存儲管理軟件。18、設計一個基于編碼器的電機位置控制系統，能夠精確控制電機的轉動角度和位置。19、根據數字信號處理理論，設計一個數字濾波器，用于去除音頻信號中的噪聲，要求濾波器具有陡峭的截止頻率和較小的通帶波紋。20、設計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統，能夠實現視頻的縮放、旋轉和色彩調整等功能。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）論述如何在一個圖中使用弗洛伊德算法求解所有頂點對之間的最短路徑。2、（本題5分）解釋如何計算一棵二叉樹的葉子節點個數，分析所使用的算法和時間復雜度。3、（本題5分）論述如何使用回溯法解決0-1背包問題的精確解。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個算法，構建一棵二叉搜索樹，實現插入、刪除節點和查找特定值的功能，并分析其平均查找長度。2、（本題5分）設計一個算法，使用遞歸方式計算斐波那契數列的第n項，并分析其時間和空間復雜度。3、（本題5分）設計一個程序，使用堆排序算法對一個有向圖的入度進行排序。4、（本題5分）設計一個程序，在給定帶權有向圖中計算源點到所有頂點的最長路徑長度，輸出長度。5、（本題5分）基于AVL樹結構，設計一個程序，用于存儲股票的價格信息，實現股票價格的插入、刪除和查找操作，并保持樹的平衡。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）某電商平臺需要對用戶的購買記錄進行分析，以發現用戶的購買偏好和趨勢。購買記錄存儲在一個大型數據庫中，設計一種合適的數據結構和算法，能夠高效地統計每個用戶購買不同商品的次數，并找出最受歡迎的商品類別和品牌。2、（本題10分）一個大型圖書館需要管理其海量的圖書信息，包括書名、作者、出版社、出版年份