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頁安順職業技術學院《數據科學與實踐》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、設計一個基于單片機的智能車位引導系統，能夠實時顯示停車場內的車位占用情況，并引導車輛快速找到空閑車位。2、利用數字電路技術，設計一個超市電子秤的稱重控制系統，實現準確稱重和計價功能。3、堆是一種特殊的數據結構，常用于實現優先隊列。以下關于堆的性質，正確的是：（）A.大根堆中，每個節點的值都大于或等于其孩子節點的值B.小根堆中，根節點的值一定是堆中最小的值C.堆可以用數組實現，通過特定的計算方式可以快速定位節點的父子關系D.對堆進行插入和刪除操作后，不需要重新調整堆的結構以保持其性質4、鏈表是一種重要的數據結構，在很多場景中得到應用。關于鏈表的特點，以下描述錯誤的是：（）A.鏈表的存儲空間不必連續，可以通過指針來鏈接各個節點B.對鏈表進行插入和刪除操作時，不需要移動大量元素，效率較高C.鏈表可以方便地實現隨機訪問，查找任意位置的元素速度很快D.單鏈表、雙向鏈表和循環鏈表是常見的鏈表類型，它們各有特點和適用場景5、設計一個基于光電二極管的光強度測量系統，能夠實時測量環境光的強度，并將數據進行顯示和存儲。6、利用通信技術，設計一個無線傳感器網絡節點，能夠采集環境數據并通過無線網絡將數據傳輸到匯聚節點。7、當使用數組實現隊列時，為了避免假溢出，通常采用循環隊列的方式。假設一個循環隊列的容量為10，當前隊頭指針為3，隊尾指針為8。此時入隊一個元素后，隊尾指針應該指向哪里（）A.9B.0C.7D.18、設計一個太陽能熱水器控制器，能夠自動控制水溫、水位和上水，描述電路原理和控制策略。9、設計一個數字信號處理中IIR濾波器和FIR濾波器的性能比較方案，在相同條件下分析濾波效果和資源消耗。10、并查集是一種用于處理集合合并和查詢的數據結構。對于并查集的操作，以下描述哪一項是不正確的？（）A.可以快速判斷兩個元素是否屬于同一個集合B.合并兩個集合的操作時間復雜度為O(n)，其中n是集合中的元素數量C.通過路徑壓縮和按秩合并等優化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解決圖的連通性問題和動態集合管理問題11、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^212、考慮用數據結構來實現一個字典功能，要求能夠快速插入、刪除和查找元素。以下哪種數據結構可能是最合適的（）A.紅黑樹B.跳表C.堆D.以上數據結構都可以13、設計一個音頻放大器擴展電路，能夠增加放大器的輸出功率和音質，并且具有失真檢測功能。14、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。15、設計一個基于運算放大器的儀表放大器，具有高共模抑制比和高增益，用于測量小信號。16、設計一個通信系統擴頻模塊的性能測試方案，包括擴頻增益、抗干擾能力等指標的測量。17、設計一個數字信號處理系統，能夠對語音信號進行降噪處理，給出系統的硬件架構和軟件算法實現。18、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關于歸并排序的描述，不正確的是（）A.空間復雜度為O(n)B.是一種穩定的排序算法C.最壞、最好和平均時間復雜度均為O(nlogn)D.不能用于鏈表的排序19、設計一個基于音頻編解碼芯片的MP3播放器，支持常見的音頻格式，具備存儲和播放功能。20、設計一個基于數字信號處理的圖像識別系統，能夠識別特定的物體或圖案。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細闡述在一個具有n個頂點的無向圖中，如何判斷其是否為連通圖，并給出相應的算法。2、（本題5分）分析在字符串匹配中，如何利用有限自動機的原理提高匹配速度。3、（本題5分）論述如何在一個無序數組中查找前k大的元素，給出高效的算法思路和實現。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個數據結構，用于存儲電商平臺用戶的購物車信息，包括商品ID、數量等，支持購物車的操作和結算。2、（本題5分）設計一個哈希表程序，能夠插入、查找和刪除元素，處理哈希沖突，用戶輸入數據進行操作并查看結果。3、（本題5分）利用隊列結構設計一個超市收銀臺排隊系統，模擬顧客的結賬過程。4、（本題5分）設計一個哈希表程序，支持動態擴容和縮容，當元素數量超過一定閾值時自動擴容，刪除元素后空間利用率低時自動縮容。5、（本題5分）設計一個算法，利用平衡二叉樹存儲書籍的ISBN號和書名，實現快速查找和插入。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）假設一個在線投票系統需要記錄投票主題、選項和投票人的投票情況。投票主題包括主題ID、主題名稱、開始時間、結束時間，選項包括選項ID、主題ID、選項內容，投票情況包括投票人ID、主題ID、選項ID。請設計數據結構來存儲這些數據，能夠快速統計每個選項的票數、查詢投票結果、防止重復投票，并在投票結束后生成投票報告。2、（本題10分）某城市的公共自行