學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁新疆工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)建模》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)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30個(gè)小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠采集高速的模擬或數(shù)字信號，給出硬件設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理方法。2、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，有多種方法可以提高性能。假設(shè)我們正在優(yōu)化一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是優(yōu)化的基礎(chǔ)B.利用緩存局部性原理可以提高數(shù)據(jù)訪問的效率C.過度的優(yōu)化可能會導(dǎo)致代碼的復(fù)雜性增加，反而降低了可維護(hù)性D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化只需要考慮時(shí)間復(fù)雜度的降低，空間復(fù)雜度可以忽略3、跳表是一種基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關(guān)于跳表的特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.跳表通過在鏈表中增加多層索引來提高查找效率B.插入和刪除操作在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)C.跳表的空間復(fù)雜度比普通鏈表高，但低于平衡二叉搜索樹D.跳表的性能不受數(shù)據(jù)分布的影響，始終保持較好的查找效率4、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)智能物流倉儲管理系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)方案，實(shí)現(xiàn)貨物的實(shí)時(shí)定位和信息傳輸。5、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，棧可以用于表達(dá)式求值。以下關(guān)于棧在表達(dá)式求值中的應(yīng)用，說法不正確的是（）A.可以將中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式，然后利用棧進(jìn)行求值B.棧可以保存操作數(shù)和運(yùn)算符，按照運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行計(jì)算C.對于復(fù)雜的表達(dá)式，棧的使用可以簡化求值過程D.棧在表達(dá)式求值中只能用于中綴表達(dá)式，不能用于后綴表達(dá)式6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和DAC的模擬信號采集與回放系統(tǒng)，采樣頻率不低于100kHz，量化精度為12位。7、基于通信原理設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)，包括信源編碼、信道編碼、調(diào)制解調(diào)等模塊，給出系統(tǒng)性能評估。8、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)先隊(duì)列常用于處理具有優(yōu)先級的任務(wù)。以下關(guān)于優(yōu)先隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)方式，錯(cuò)誤的是：（）A.可以用堆來實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，插入和刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度都較低B.可以用有序數(shù)組來實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，但插入操作的時(shí)間復(fù)雜度較高C.可以用無序數(shù)組來實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，查找最大（或最小）元素的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)D.無論采用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，其性能都相同9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)，支持AES或RSA加密算法，給出硬件實(shí)現(xiàn)和性能分析。10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中圖像特征提取和分類系統(tǒng)，分析特征的有效性和分類準(zhǔn)確率。11、設(shè)計(jì)一個(gè)高速并行通信系統(tǒng)，采用DDR3內(nèi)存接口，傳輸速率達(dá)到1066Mbps，說明硬件實(shí)現(xiàn)和時(shí)序控制。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的積分器電路，積分時(shí)間常數(shù)可調(diào)，輸入信號頻率范圍為0-100Hz。13、在有向圖的最短路徑算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特點(diǎn)。以下關(guān)于迪杰斯特拉算法的描述，錯(cuò)誤的是（）A.它能求出從源點(diǎn)到其他所有頂點(diǎn)的最短路徑B.每次都選擇距離源點(diǎn)最近的未確定最短路徑的頂點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展C.算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(V2)，其中V是頂點(diǎn)的數(shù)量D.該算法不能處理帶有負(fù)權(quán)邊的圖14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠測量pH值、溶解氧、電導(dǎo)率等水質(zhì)參數(shù)。15、設(shè)計(jì)一個(gè)低功耗集成電路系統(tǒng)，從電路結(jié)構(gòu)、電源管理等方面考慮降低功耗，分析功耗優(yōu)化效果。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于微控制器的智能家電控制系統(tǒng)，能夠通過手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制家電的開關(guān)和工作模式，說明系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。17、對于一個(gè)需要頻繁合并和拆分的數(shù)據(jù)集合，假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能比較合適？（）A.鏈表B.數(shù)組C.樹D.哈希表18、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的語音識別系統(tǒng)，能夠識別特定的語音指令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作，如開燈、關(guān)燈、播放音樂等。19、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的自適應(yīng)編碼調(diào)制（ACM）控制模塊，實(shí)現(xiàn)根據(jù)信道條件動態(tài)調(diào)整編碼和調(diào)制方式。20、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號處理器（DSP）圖像處理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的濾波、增強(qiáng)等處理功能。21、根據(jù)數(shù)字電路原理，設(shè)計(jì)一個(gè)具有自動計(jì)數(shù)和顯示功能的電子計(jì)數(shù)器，可用于工業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品計(jì)數(shù)。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字濾波器，實(shí)現(xiàn)對輸入信號的低通濾波，截止頻率為2kHz，采樣頻率為10kHz。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CCD圖像傳感器的圖像采集系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高速圖像采集和數(shù)據(jù)傳輸，說明系統(tǒng)硬件組成和接口電路。24、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的視頻圖像增強(qiáng)系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲囊曨l圖像進(jìn)行對比度增強(qiáng)、亮度調(diào)整等處理。25、在一個(gè)圖像識別系統(tǒng)中，需要對大量的圖像特征向量進(jìn)行聚類分析。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于實(shí)現(xiàn)圖像特征的聚類？（）A.K-Means算法結(jié)合鏈表B.層次聚類算法和二叉樹C.密度聚類算法和數(shù)組D.以上算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可能用到，取決于具體需求26、設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信模塊低功耗電路，能夠降低無線通信模塊的功耗，延長電池壽命。27、以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于實(shí)現(xiàn)LRU（最近最少使用）緩存淘汰策略？（）A.數(shù)組B.鏈表C.哈希表D.棧28、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信和協(xié)同控制，闡述總線協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)。29、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字濾波器，能夠?qū)斎氲臄?shù)字信號進(jìn)行濾波處理，如低通、高通、帶通等，闡述硬件實(shí)現(xiàn)過程和仿真結(jié)果。30、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測土壤濕度、溫度、酸堿度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚和遠(yuǎn)程傳輸。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某城市的停車場管理系統(tǒng)需要記錄車輛的入場時(shí)間、出場時(shí)間、車牌號和停車位置等信息。請?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實(shí)現(xiàn)車輛的入場登記、出場結(jié)算、車位查詢和停車費(fèi)用計(jì)算，并能夠優(yōu)化車位分配以提高停車場的利用率。2、（本題5分）一個(gè)在線論壇需要管理帖子的主題、內(nèi)容、作者、發(fā)布時(shí)間和回復(fù)信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織這些數(shù)據(jù)，方便用戶瀏覽、搜索和回復(fù)帖子。3、（本題5分）某在線音樂平臺需要對用戶的播放記錄和收藏歌曲進(jìn)行管理，以便為用戶提供個(gè)性化的音樂推薦。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，并設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)個(gè)性化推薦功能。4、（本題5分）某電商平臺的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史、購買記錄和收藏行為為用戶推薦相關(guān)商品。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和分析這些用戶行為數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的商品推薦算法，能夠?qū)崟r(shí)更新推薦結(jié)果以適應(yīng)用戶興趣的變化。5、（本題5分）一個(gè)物流配送中心需要對貨物的配送路徑進(jìn)行規(guī)劃。配送地點(diǎn)以圖的形式表示，邊的權(quán)重表示兩地之間的距離。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短路徑；（2）判斷圖中是否存在負(fù)權(quán)邊，如果有，如何處理；（3）使用弗洛伊德算法計(jì)算所有點(diǎn)對之間的最短路徑；（4）如果新增一個(gè)配送地點(diǎn)，如何更新最短路徑。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述在深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索的混合應(yīng)用中，如何根據(jù)具體問題選擇合適的搜索策略。2、（本題5分）論述在一個(gè)具有n個(gè)元素的鏈表中，如何判斷鏈表是否有環(huán)。3、（本題5分）解釋如何使用左偏樹實(shí)現(xiàn)合并優(yōu)先隊(duì)列，分析其特點(diǎn)和時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）詳細(xì)說明在二叉樹的平衡調(diào)整中，除了旋轉(zhuǎn)操作，還有哪些方法可以保持平衡。5、