裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁武漢科技職業學院《數據科學導論》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。關于冒泡排序的原理和特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.冒泡排序通過反復比較相鄰的元素并交換位置，將最大的元素逐步“冒泡”到數組的末尾B.冒泡排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)，在最好情況下的時間復雜度為O(n)C.冒泡排序是一種穩定的排序算法，即相同元素的相對順序在排序前后保持不變D.冒泡排序的空間復雜度為O(n)，需要額外的輔助空間來完成排序2、假設正在設計一個公交換乘系統，需要存儲各個公交站點之間的線路和換乘信息，并且能夠快速規劃出最優的換乘路線。以下哪種數據結構和算法可能是最有用的？（）A.圖結構，結合迪杰斯特拉算法求解最短路徑B.樹結構，通過深度優先搜索規劃路線C.鏈表，順序存儲換乘信息D.哈希表，快速查找站點之間的連接3、設計一個用于新能源汽車電池管理的均衡電路，提高電池組的使用壽命和性能，給出電路原理和控制策略。4、棧是一種特殊的線性結構，遵循后進先出的原則。假設一個程序中使用了棧來存儲數據。以下關于棧的描述，哪一項是不準確的？（）A.棧可以用于實現函數調用時的參數傳遞和局部變量存儲B.入棧和出棧操作的時間復雜度均為O(1)C.可以使用數組或鏈表來實現棧的數據結構D.棧的存儲空間大小是固定的，無法動態擴展5、設計一個基于Wi-Fi技術的無線視頻監控系統，實現視頻的采集、傳輸和實時觀看，描述系統的硬件組成和軟件實現。6、快速排序是一種高效的排序算法。關于快速排序的原理和性能，以下敘述錯誤的是（）A.快速排序通過選擇一個基準元素，將待排序序列分為兩部分B.快速排序在平均情況下的時間復雜度為O(nlogn)C.快速排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)，但這種情況很少出現D.快速排序是一種穩定的排序算法7、設計一個數字電壓表電流表電路，能夠同時測量直流電壓和電流，電壓測量范圍為0V到100V，電流測量范圍為0A到1A，精度為±0.1V和±0.01A。8、設計一個數字信號發生器擴展電路，能夠增加信號發生器的輸出信號類型和參數調節范圍，并且具有脈沖寬度調制功能。9、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。10、考慮一個文件系統，需要有效地管理文件和目錄的結構，支持快速的文件查找、創建和刪除操作。對于這樣的文件系統，以下哪種數據結構可能是核心的組成部分？（）A.目錄樹，組織文件和目錄的層次結構B.鏈表，存儲文件的屬性信息C.棧，處理文件操作的順序D.隊列，管理文件的訪問請求11、圖的鄰接矩陣存儲方式適合于存儲稠密圖，而鄰接表存儲方式適合于存儲稀疏圖。假設一個圖有100個頂點，如果邊的數量較少，大概在100條左右，以下哪種存儲方式更節省存儲空間？（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.兩者存儲空間相同D.無法確定12、設計一個數字電視信號的傳輸系統，包括調制、編碼和發射模塊，滿足特定的傳輸標準和質量要求。13、設計一個基于DSP的數字音頻均衡器，能夠實現多頻段的音頻均衡調節，給出系統的硬件架構和軟件算法。14、設計一個基于無線通信技術的智能農業灌溉控制系統，根據土壤濕度和氣象條件自動控制灌溉。15、利用數字邏輯電路設計一個計數器和定時器，實現計數和定時功能，并可設置不同的工作模式。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）對于一個用鏈表實現的棧，如何實現獲取棧中元素的最大值操作，要求時間復雜度為O(1)，給出算法思路和實現代碼。2、（本題5分）闡述如何使用哈希表存儲字符串集合，并實現字符串的查找、插入和刪除操作，分析其時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）解釋數據結構中樹的度的概念，并舉例說明如何計算一棵樹的度。4、（本題5分）闡述如何使用隊列實現層次遍歷二叉樹的操作，分析算法的步驟和時間復雜度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線教育平臺的課程評價管理系統需要存儲課程評價信息，如課程編號、評價內容、評價者、評價分數、評價時間等。系統要支持快速查找特定課程的評價、按照評價分數對評價進行排序、新增評價、修改評價、刪除惡意評價。請選擇恰當的數據結構，并詳細說明算法和代碼實現，以及性能評估。2、（本題5分）某學校的選課系統需要記錄課程和學生的選課信息。課程有課程ID、課程名稱、授課教師、容量等，學生選課信息包括學生ID、課程ID。請設計數據結構來管理選課數據，能夠快速查詢課程余量、學生選課情況、退選和補選操作，并統計每門課程的選課人數。3、（本題5分）在一個物流配送系統中，需要記錄每個訂單的詳細信息，包括訂單號、客戶信息、商品清單、配送地址、預計送達時間等。設計一種數據結構來存儲訂單信息，實現訂單的添加、刪除、查找和更新操作，并能夠根據配送地址和預計送達時間進行高效的排序和查詢。4、（本題5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、館藏數量等。這些信息以二叉搜索樹的形式存儲。請設計算法實現以下操作：（1）插入一本新的圖書信息；（2）刪除某本指定的圖書信息；（3）查找某作者的所有圖書；（4）更新某本圖書的館藏數量。分析所設計算法的時間復雜度。5、（本題5分）在一個在線視頻平臺中，需要管理視頻信息、用戶觀看歷史、視頻評論和點贊等。設計一種數據結構來存儲這些信息，支持視頻的上傳、刪除、查找和播放，用戶觀看歷史的記錄，視頻評論的管理和點贊數的統計，并能夠根據用戶行為推薦相關視頻。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）以哈希表為基礎，設計一個酒店房間預訂管理系統，能夠快速查詢房間的預訂狀態。2、（本題10