學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)河北建材職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)科學(xué)與工程算法》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)短距離數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率不低于1Mbps，有效傳輸距離不小于10米。2、基于通信編碼技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)糾錯(cuò)編碼系統(tǒng)，能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行編碼和糾錯(cuò)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?、利用通信技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)。4、設(shè)一棵完全二叉樹(shù)共有700個(gè)節(jié)點(diǎn)，則在該二叉樹(shù)中有多少個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)？（）A.350B.349C.351D.無(wú)法確定5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲能?chē)輛圖像進(jìn)行車(chē)牌定位、字符分割和識(shí)別，闡述算法流程和實(shí)現(xiàn)方法。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)放的求和放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)輸入信號(hào)的求和運(yùn)算，增益可調(diào)。7、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)逆變電路，將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，輸出符合特定要求的電壓和頻率。8、當(dāng)使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)緩存時(shí)，LRU（LeastRecentlyUsed）策略是一種常見(jiàn)的淘汰算法。假設(shè)一個(gè)緩存容量有限，需要不斷替換元素。以下關(guān)于LRU策略的實(shí)現(xiàn)，哪個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的（）A.棧B.隊(duì)列C.哈希表D.雙向鏈表9、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)，采用熱敏電阻傳感器，能夠測(cè)量0℃至100℃的溫度范圍，精度為0.1℃，說(shuō)明硬件連接和信號(hào)處理。10、考慮一個(gè)圖書(shū)館管理系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)圖書(shū)的信息，包括書(shū)名、作者、ISBN號(hào)、借閱狀態(tài)等，并能夠根據(jù)不同的條件進(jìn)行快速查詢(xún)和排序，如按照借閱次數(shù)、出版年份等。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有效的？（）A.冒泡排序算法結(jié)合數(shù)組B.快速排序算法結(jié)合鏈表C.歸并排序算法結(jié)合二叉樹(shù)D.插入排序算法結(jié)合棧11、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的數(shù)字化調(diào)制（如ASK、FSK、PSK）和相應(yīng)的解調(diào)功能，并分析其性能。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的圖像壓縮系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進(jìn)行高效壓縮，減少存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬需求。13、根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)校園無(wú)線(xiàn)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(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的音頻均衡器，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠精確控制溫室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，提高作物產(chǎn)量。16、設(shè)計(jì)一個(gè)正弦波信號(hào)發(fā)生器，采用DDS技術(shù)，頻率分辨率達(dá)到1Hz，輸出幅度穩(wěn)定，說(shuō)明工作原理和硬件設(shè)計(jì)。17、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)和充放電控制。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電路的簡(jiǎn)單密碼鎖系統(tǒng)，要求能夠通過(guò)輸入正確的數(shù)字密碼解鎖，密碼錯(cuò)誤時(shí)有報(bào)警提示，且密碼可修改。19、在樹(shù)的遍歷方式中，前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷是常見(jiàn)的三種方式。對(duì)于這三種遍歷方式，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.前序遍歷首先訪(fǎng)問(wèn)根節(jié)點(diǎn)，然后遞歸地遍歷左子樹(shù)和右子樹(shù)B.中序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹(shù)，然后訪(fǎng)問(wèn)根節(jié)點(diǎn)，最后遞歸地遍歷右子樹(shù)C.后序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹(shù)和右子樹(shù)，然后訪(fǎng)問(wèn)根節(jié)點(diǎn)D.對(duì)于同一棵樹(shù)，無(wú)論采用哪種遍歷方式，得到的節(jié)點(diǎn)序列都是相同的20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于霍爾效應(yīng)的磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x，能夠測(cè)量0-1T的磁場(chǎng)強(qiáng)度，精度達(dá)到0.01T。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在圖的存儲(chǔ)優(yōu)化中，如何利用鄰接表和鄰接矩陣的結(jié)合來(lái)適應(yīng)不同的操作需求。2、（本題5分）論述在動(dòng)態(tài)規(guī)劃的問(wèn)題建模中，如何將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為合適的動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型。3、（本題5分）在一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的二叉搜索樹(shù)中，如何查找第k小的元素，給出算法思路和時(shí)間復(fù)雜度分析。4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明選擇排序算法中如何避免不必要的比較。5、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在一棵二叉樹(shù)中，如何進(jìn)行前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，并分別給出它們的遞歸算法和非遞歸算法的實(shí)現(xiàn)思路。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）基于字典樹(shù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，用于快速查找和統(tǒng)計(jì)文本中出現(xiàn)的不同單詞及其頻率。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，用鄰接矩陣表示一個(gè)無(wú)向圖，判斷圖中是否存在獨(dú)立集。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用樹(shù)狀數(shù)組實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的快速求和操作。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用二叉搜索樹(shù)存儲(chǔ)學(xué)生的考試科目成績(jī)，能夠快速查找特定科目的成績(jī)。5、（本題5分）研究跳表在插入操作中隨機(jī)層數(shù)生成的策略，對(duì)性能的影響及優(yōu)化。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某在線(xiàn)招聘平臺(tái)的簡(jiǎn)歷篩選系統(tǒng)需要根據(jù)職位要求對(duì)求職者的簡(jiǎn)歷進(jìn)行篩選和匹配。簡(jiǎn)歷包括求職者ID、個(gè)人信息、教育背景、工作經(jīng)歷、技能證書(shū)，職位要求包括職位ID、所需技能、工作經(jīng)驗(yàn)、學(xué)歷要求。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)簡(jiǎn)歷和職位要求數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的篩選和匹配，并向招聘者推薦合適的簡(jiǎn)歷。2、（本題10分）一個(gè)在線(xiàn)游戲的排行榜系統(tǒng)需要對(duì)玩家的得分進(jìn)行實(shí)時(shí)更新和排名。得分信息以斐波那契堆的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）玩家得分增加或減少時(shí)更新排名；（2）查找排名前N的玩家；（3）刪除某個(gè)玩家的得分記錄；（4）計(jì)算排名的平均得分。分析算法的時(shí)間