自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)煙臺(tái)黃金職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法Ⅱ》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)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、考慮哈希沖突的解決方法，開(kāi)放定址法和鏈地址法是常見(jiàn)的策略。假設(shè)一個(gè)哈希表的負(fù)載較高，容易發(fā)生沖突。以下哪種方法在這種情況下可能表現(xiàn)更好（）A.開(kāi)放定址法B.鏈地址法C.兩種方法效果相同D.無(wú)法確定2、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于激光打印機(jī)的高壓電源電路，為激光發(fā)生器提供穩(wěn)定的高壓。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-FiDirect的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，描述系統(tǒng)的硬件組成和通信協(xié)議。4、假設(shè)正在實(shí)現(xiàn)一個(gè)電話號(hào)碼簿程序，需要快速根據(jù)姓名查找對(duì)應(yīng)的電話號(hào)碼。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.二叉搜索樹(shù)，進(jìn)行姓名查找B.冒泡排序后的數(shù)組，順序查找C.哈希表，直接定位電話號(hào)碼D.插入排序后的數(shù)組，二分查找5、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)信道編碼的性能評(píng)估方案，包括不同編碼方式的誤碼率測(cè)試和糾錯(cuò)能力分析。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于集成電路的溫度傳感器電路，能夠精確測(cè)量環(huán)境溫度，并將溫度值以數(shù)字形式輸出。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的入庫(kù)、出庫(kù)、庫(kù)存盤點(diǎn)等功能。8、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中前向糾錯(cuò)編碼（FEC）的性能評(píng)估和優(yōu)化方案，分析編碼增益和復(fù)雜度。9、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能充電控制器，能夠?qū)μ?yáng)能電池板的輸出進(jìn)行控制和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的有效充電和保護(hù)。10、根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案，確保校園內(nèi)各個(gè)區(qū)域都能穩(wěn)定接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。11、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.將數(shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時(shí)間復(fù)雜度始終為O(nlog?n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復(fù)雜度較高，為O(n)12、二叉樹(shù)常用于實(shí)現(xiàn)查找操作，以下關(guān)于二叉樹(shù)查找效率的描述，正確的是：（）A.二叉樹(shù)的查找效率與樹(shù)的高度成正比，樹(shù)越高查找越慢B.平衡二叉樹(shù)的查找效率一定高于普通二叉樹(shù)C.滿二叉樹(shù)的查找效率最高，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)最規(guī)整D.無(wú)論二叉樹(shù)的結(jié)構(gòu)如何，查找操作的時(shí)間復(fù)雜度都是O(n)13、在一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，需要不斷地接收新的數(shù)據(jù)，并在固定的時(shí)間間隔內(nèi)計(jì)算數(shù)據(jù)的平均值、中位數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)信息。為了高效地完成這些計(jì)算，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.雙端隊(duì)列，存儲(chǔ)最新的數(shù)據(jù)B.優(yōu)先隊(duì)列，快速獲取最大和最小數(shù)據(jù)C.循環(huán)隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輪轉(zhuǎn)存儲(chǔ)D.有序數(shù)組，便于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，闡述系統(tǒng)組成和控制策略。15、在平衡二叉樹(shù)中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)操作來(lái)保持樹(shù)的平衡。假設(shè)插入一個(gè)新節(jié)點(diǎn)后導(dǎo)致了不平衡，需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)整。以下哪種情況可能需要進(jìn)行單向右旋操作？（）A.左子樹(shù)的高度比右子樹(shù)的高度大2，且新節(jié)點(diǎn)插入在左子樹(shù)的左子樹(shù)上B.左子樹(shù)的高度比右子樹(shù)的高度大2，且新節(jié)點(diǎn)插入在左子樹(shù)的右子樹(shù)上C.右子樹(shù)的高度比左子樹(shù)的高度大2，且新節(jié)點(diǎn)插入在右子樹(shù)的右子樹(shù)上D.右子樹(shù)的高度比左子樹(shù)的高度大2，且新節(jié)點(diǎn)插入在右子樹(shù)的左子樹(shù)上16、二分查找是一種效率較高的查找算法。以下關(guān)于二分查找的條件，錯(cuò)誤的是：（）A.數(shù)組必須是有序的B.每次查找都能將查找范圍縮小一半C.二分查找適用于任何類型的數(shù)據(jù)D.二分查找的時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)17、堆是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。關(guān)于堆的性質(zhì)和操作，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.堆分為最大堆和最小堆，最大堆中父節(jié)點(diǎn)的值大于子節(jié)點(diǎn)的值，最小堆中父節(jié)點(diǎn)的值小于子節(jié)點(diǎn)的值B.可以使用數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)堆，通過(guò)特定的公式計(jì)算節(jié)點(diǎn)的位置C.向堆中插入一個(gè)元素和刪除堆頂元素的時(shí)間復(fù)雜度均為O(logn)，其中n是堆中元素的數(shù)量D.堆排序是基于堆的一種排序算法，其時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)18、考慮一個(gè)表達(dá)式求值的程序，例如計(jì)算數(shù)學(xué)表達(dá)式3+(4*5)-6。為了正確地按照運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行計(jì)算，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常常被用于輔助計(jì)算過(guò)程？（）A.隊(duì)列，存儲(chǔ)待計(jì)算的數(shù)字和運(yùn)算符B.棧，用于處理運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)C.數(shù)組，存儲(chǔ)表達(dá)式的各個(gè)元素D.二叉樹(shù)，構(gòu)建表達(dá)式的結(jié)構(gòu)19、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻電路中的功率放大器，工作在特定頻段，具有較高的輸出功率和效率，進(jìn)行穩(wěn)定性分析。20、想象一個(gè)需要存儲(chǔ)和操作幾何圖形（如點(diǎn)、線、面）的系統(tǒng)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.空間索引（如R-tree），能夠高效地處理空間數(shù)據(jù)B.鏈表，對(duì)于復(fù)雜的幾何關(guān)系處理不便C.數(shù)組，存儲(chǔ)固定數(shù)量的幾何對(duì)象，不靈活D.棧，不適合存儲(chǔ)和操作幾何圖形21、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)患者數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和醫(yī)生的遠(yuǎn)程診斷。22、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能路燈控制器智能管理與節(jié)能優(yōu)化電路，能夠?qū)崿F(xiàn)路燈的智能管理和節(jié)能優(yōu)化，提高能源利用效率。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電編碼器的電機(jī)位置測(cè)量系統(tǒng)，能夠精確測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和位置。24、設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，能夠?qū)⑤斎氲牟环€(wěn)定直流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出電壓，輸出電壓可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，給出電路原理圖和元件參數(shù)選擇。25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于LTC6804的電池組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)串聯(lián)電池的電壓和溫度，給出硬件電路和軟件算法。26、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法。以下關(guān)于冒泡排序的說(shuō)法，不正確的是：（）A.冒泡排序通過(guò)反復(fù)比較相鄰元素并交換位置，將最大（或最小）元素逐步“浮”到數(shù)組的一端B.冒泡排序在最好情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法，即相同元素的相對(duì)順序在排序前后保持不變D.冒泡排序的空間復(fù)雜度較高，需要額外的大量存儲(chǔ)空間27、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的語(yǔ)音處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音的采集、編碼、解碼和播放，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件算法流程。28、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上下運(yùn)行、樓層停靠和超載報(bào)警等功能。29、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能煙霧報(bào)警器系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的煙霧濃度，當(dāng)濃度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，并通過(guò)GSM模塊發(fā)送報(bào)警短信。30、歸并排序同樣是一種分治算法，它將數(shù)組不斷地分成兩半，然后將兩半合并成一個(gè)有序的數(shù)組。歸并排序的空間復(fù)雜度主要取決于：（）A.數(shù)組的初始大小B.遞歸的深度C.合并操作的次數(shù)D.數(shù)據(jù)的分布情況二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的社團(tuán)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)社團(tuán)的信息，如社團(tuán)編號(hào)、社團(tuán)名稱、社團(tuán)負(fù)責(zé)人、社團(tuán)成員名單、活動(dòng)安排等。系統(tǒng)要支持快速查找特定社團(tuán)、按照社團(tuán)成員數(shù)量對(duì)社團(tuán)進(jìn)行排序、社團(tuán)納新和退社操作、修改社團(tuán)活動(dòng)安排。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。2、（本題5分）某高校的選課系統(tǒng)需要處理學(xué)生的選課操作，確保課程容量不超員，同時(shí)滿足學(xué)生的選課需求。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)選課過(guò)程的高效管理。3、（本題5分）在一個(gè)大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)中，需要存儲(chǔ)員工的信息，包括員工編號(hào)、姓名、部門、職位、工資、績(jī)效評(píng)估等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理員工數(shù)據(jù)，能夠快速查找特定員工、按部門或職位分類、更新員工信息，并計(jì)算部門的平均工資。4、（本題5分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的個(gè)人信息，如姓名、工號(hào)、部門、職位、薪資等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)員工信息，支持按部門、職位等條件進(jìn)行快速查詢和排序，并能夠方便地進(jìn)行員工信息的添加、刪除和修改操作。5、（本題5分）某電商直播平臺(tái)需要記錄主播的信息、直播時(shí)間、商品銷售數(shù)據(jù)和觀眾互動(dòng)情況。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)支持平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)分析和主播管理。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場(chǎng)景，如回溯算法、迷宮求解等，并說(shuō)明其原理。2、（本題5分）對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組，如何使用冒泡排序算法進(jìn)行優(yōu)化以提高效率？3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改進(jìn)中，如何使用十字鏈表來(lái)同時(shí)表示有向圖和無(wú)向圖。4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)圖中進(jìn)行最短路徑的更新操作（如增加新的邊或修改邊的權(quán)值），給出算