自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁惠州城市職業(yè)學院《數(shù)據(jù)科學與智能技術(shù)概論》

2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、在一個需要對大量數(shù)據(jù)進行去重操作的數(shù)據(jù)處理任務中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地幫助實現(xiàn)這個功能？（）A.集合B.樹C.鏈表D.隊列2、設計一個基于模擬比較器和定時器的脈沖寬度測量系統(tǒng)，能夠測量脈沖的寬度。3、設計一個光耦隔離的數(shù)字輸入輸出模塊，實現(xiàn)與外部設備的電氣隔離通信，給出電路參數(shù)和應用示例。4、假設正在實現(xiàn)一個緩存系統(tǒng)，需要存儲最近訪問過的數(shù)據(jù)，當緩存滿時刪除最久未使用的數(shù)據(jù)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和策略可以用于實現(xiàn)這個緩存？（）A.隊列，先進先出刪除數(shù)據(jù)B.棧，后進先出刪除數(shù)據(jù)C.鏈表結(jié)合LRU（最近最少使用）策略D.數(shù)組，隨機刪除數(shù)據(jù)5、設計一個簡單的數(shù)字示波器的觸發(fā)電路，能夠準確捕捉輸入信號的特定特征，闡述觸發(fā)電路的原理和設計。6、設計一個基于霍爾傳感器的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，能夠準確測量電機的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)實時顯示。7、假設要設計一個算法來找出一個整數(shù)數(shù)組中所有出現(xiàn)次數(shù)超過一半的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合可能是最有效的？（）A.哈希表記錄元素出現(xiàn)次數(shù)，然后篩選出次數(shù)超過一半的元素B.排序數(shù)組，然后通過遍歷找出出現(xiàn)次數(shù)超過一半的元素C.棧，存儲元素并進行比較，難以實現(xiàn)此功能D.隊列，先進先出，不適合統(tǒng)計元素出現(xiàn)次數(shù)8、設計一個簡單的圖像采集系統(tǒng)，使用攝像頭采集圖像數(shù)據(jù)，并通過接口傳輸?shù)接嬎銠C進行處理和顯示，包括硬件接口設計和驅(qū)動程序編寫。9、并查集是一種用于處理集合合并和查詢的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。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(shù)量C.通過路徑壓縮和按秩合并等優(yōu)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(tài)集合管理問題10、在一個操作系統(tǒng)的進程調(diào)度中，多個進程需要競爭CPU資源，系統(tǒng)根據(jù)進程的優(yōu)先級和等待時間進行調(diào)度。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地管理進程的狀態(tài)和信息？（）A.紅黑樹，平衡存儲進程數(shù)據(jù)B.鏈表，簡單記錄進程順序C.數(shù)組，按固定順序存儲進程D.堆，根據(jù)優(yōu)先級調(diào)整進程位置11、設計一個簡單的圖像采集系統(tǒng)，使用CMOS圖像傳感器采集圖像，并通過USB接口將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C進行顯示和存儲。12、設計一個音頻均衡器自動預設電路，能夠根據(jù)不同的音樂類型自動預設均衡器的參數(shù)，提高音頻體驗。13、設計一個基于數(shù)字信號處理器（DSP）的語音信號處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)語音降噪、回聲消除等功能。14、設計一個無線遙控器語音控制電路，能夠通過語音指令控制電器設備的開關(guān)和調(diào)節(jié)，實現(xiàn)智能化控制。15、設計一個用于衛(wèi)星通信的低噪聲放大器（LNA），工作頻率在Ku波段，噪聲系數(shù)小于1dB，增益大于20dB，闡述電路設計和器件選型。16、設計一個無線通信中的智能天線系統(tǒng)，實現(xiàn)波束的自適應控制，分析系統(tǒng)性能提升效果。17、利用模擬電路技術(shù)，設計一個用于音響系統(tǒng)的功率放大器，具備高保真和大功率輸出特性。18、設計一個基于PLC的流水線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的自動輸送、加工、檢測和包裝等操作。19、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機存儲、組織數(shù)據(jù)的方式。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，不準確的是（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)旨在提高數(shù)據(jù)的存儲效率和操作效率B.它是算法設計和分析的基礎，影響著程序的性能C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只關(guān)注數(shù)據(jù)的存儲，不考慮數(shù)據(jù)的處理邏輯D.常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括數(shù)組、鏈表、棧、隊列等20、設計一個數(shù)字信號處理中窗函數(shù)的選擇和應用方案，分析不同窗函數(shù)對信號處理結(jié)果的影響。21、設計一個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的衛(wèi)星軌道參數(shù)計算和預測模塊，分析軌道精度。22、在二叉樹的應用中，二叉查找樹常用于實現(xiàn)動態(tài)集合的操作。以下關(guān)于二叉查找樹的操作，錯誤的是（）A.查找操作通過比較節(jié)點值，沿著合適的子樹進行B.插入操作可能會破壞二叉查找樹的性質(zhì)，需要進行調(diào)整C.刪除操作總是刪除葉子節(jié)點，不會影響樹的結(jié)構(gòu)D.可以通過中序遍歷得到有序的節(jié)點值序列23、設計一個基于運算放大器的音頻功率放大器，能夠驅(qū)動一定阻抗的揚聲器，輸出足夠的功率且具有較小的失真。24、設計一個數(shù)字溫度計，采用DS18B20溫度傳感器，能夠通過液晶顯示屏顯示溫度值，說明硬件連接和軟件編程。25、設計一個基于單片機的智能車庫照明系統(tǒng)，根據(jù)車輛進出自動控制燈光的開啟和關(guān)閉。26、設計一個基于ZigBee技術(shù)的智能工廠環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測溫度、濕度、粉塵濃度等環(huán)境參數(shù)。27、運用數(shù)字電路設計一個密碼鎖系統(tǒng)，用戶通過輸入正確的密碼才能打開鎖，同時具有錯誤輸入次數(shù)限制和報警功能。28、設計一個智能電表的通信接口電路，能夠與上位機進行數(shù)據(jù)通信，包括接口類型選擇和電路設計。29、設計一個太陽能路燈控制器智能調(diào)光電路，能夠根據(jù)環(huán)境光照強度和交通流量自動調(diào)節(jié)路燈的亮度，實現(xiàn)智能調(diào)光。30、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。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一家電商平臺的客戶投訴管理系統(tǒng)需要記錄投訴信息、處理進度和處理結(jié)果。投訴信息包括投訴ID、訂單ID、投訴內(nèi)容、投訴時間，處理進度包括進度ID、投訴ID、處理步驟、處理人員、處理時間，處理結(jié)果包括結(jié)果ID、投訴ID、處理結(jié)果、滿意度。設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理投訴數(shù)據(jù)，實現(xiàn)投訴的受理、處理跟蹤、結(jié)果反饋，并統(tǒng)計投訴的類型和處理滿意度。2、（本題5分）某在線購物網(wǎng)站的促銷活動系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的消費記錄和行為，為用戶發(fā)放優(yōu)惠券。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實現(xiàn)優(yōu)惠券的精準發(fā)放和管理。3、（本題5分）某電商平臺的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽和購買歷史為用戶推薦商品。系統(tǒng)需要存儲用戶的行為數(shù)據(jù)，包括用戶編號、商品編號、瀏覽時間、購買時間等。請設計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速分析用戶行為，為用戶生成個性化的商品推薦，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。4、（本題5分）某城市的公共交通卡管理系統(tǒng)需要記錄用戶信息、充值記錄、消費記錄和卡余額等。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實現(xiàn)用戶的注冊、充值、消費和掛失操作，充值和消費記錄的查詢和統(tǒng)計，以及卡余額的實時更新，并能夠防范欺詐行為和保障用戶資金安全。5、（本題5分）某城市的公共自行車租賃管理系統(tǒng)需要存儲自行車的信息，如自行車編號、租賃點編號、是否可用、租賃時間、歸還時間等。系統(tǒng)要能夠快速查找可用自行車、按照租賃時間對自行車進行排序、記錄自行車的租賃和歸還操作、統(tǒng)計租賃次數(shù)。請設計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實現(xiàn)和性能分析。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋在平衡二叉搜索樹中，刪除操作可能導致的不平衡情況及相應的調(diào)整方法。2、（本題5分）解釋什么是伸展樹，并說明其在動態(tài)查找中的優(yōu)勢。3、（本題5分）論述如何使用動態(tài)規(guī)劃算法解決矩陣連乘問題，給出最優(yōu)解的計算方法。4、（本題5分）