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(xiàn)第1頁(yè)，共3頁(yè)惠州城市職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)科學(xué)與智能技術(shù)概論》

2023-2024學(xué)年第一學(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、在一個(gè)需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行去重操作的數(shù)據(jù)處理任務(wù)中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地幫助實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.集合B.樹(shù)C.鏈表D.隊(duì)列2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬比較器和定時(shí)器的脈沖寬度測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量脈沖的寬度。3、設(shè)計(jì)一個(gè)光耦隔離的數(shù)字輸入輸出模塊，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的電氣隔離通信，給出電路參數(shù)和應(yīng)用示例。4、假設(shè)正在實(shí)現(xiàn)一個(gè)緩存系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)最近訪(fǎng)問(wèn)過(guò)的數(shù)據(jù)，當(dāng)緩存滿(mǎn)時(shí)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(shí)現(xiàn)這個(gè)緩存？（）A.隊(duì)列，先進(jìn)先出刪除數(shù)據(jù)B.棧，后進(jìn)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(jī)刪除數(shù)據(jù)5、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字示波器的觸發(fā)電路，能夠準(zhǔn)確捕捉輸入信號(hào)的特定特征，闡述觸發(fā)電路的原理和設(shè)計(jì)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于霍爾傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。7、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)算法來(lái)找出一個(gè)整數(shù)數(shù)組中所有出現(xiàn)次數(shù)超過(guò)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(guò)一半的元素B.排序數(shù)組，然后通過(guò)遍歷找出出現(xiàn)次數(shù)超過(guò)一半的元素C.棧，存儲(chǔ)元素并進(jìn)行比較，難以實(shí)現(xiàn)此功能D.隊(duì)列，先進(jìn)先出，不適合統(tǒng)計(jì)元素出現(xiàn)次數(shù)8、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)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(guò)接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行處理和顯示，包括硬件接口設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)。9、并查集是一種用于處理集合合并和查詢(xún)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于并查集的操作，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以快速判斷兩個(gè)元素是否屬于同一個(gè)集合B.合并兩個(gè)集合的操作時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，其中n是集合中的元素?cái)?shù)量C.通過(guò)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(wèn)題和動(dòng)態(tài)集合管理問(wèn)題10、在一個(gè)操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度中，多個(gè)進(jìn)程需要競(jìng)爭(zhēng)CPU資源，系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)和等待時(shí)間進(jìn)行調(diào)度。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地管理進(jìn)程的狀態(tài)和信息？（）A.紅黑樹(shù)，平衡存儲(chǔ)進(jìn)程數(shù)據(jù)B.鏈表，簡(jiǎn)單記錄進(jìn)程順序C.數(shù)組，按固定順序存儲(chǔ)進(jìn)程D.堆，根據(jù)優(yōu)先級(jí)調(diào)整進(jìn)程位置11、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的圖像采集系統(tǒng)，使用CMOS圖像傳感器采集圖像，并通過(guò)USB接口將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。12、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器自動(dòng)預(yù)設(shè)電路，能夠根據(jù)不同的音樂(lè)類(lèi)型自動(dòng)預(yù)設(shè)均衡器的參數(shù)，提高音頻體驗(yàn)。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的語(yǔ)音信號(hào)處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音降噪、回聲消除等功能。14、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線(xiàn)遙控器語(yǔ)音控制電路，能夠通過(guò)語(yǔ)音指令控制電器設(shè)備的開(kāi)關(guān)和調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)智能化控制。15、設(shè)計(jì)一個(gè)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(shè)計(jì)和器件選型。16、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線(xiàn)通信中的智能天線(xiàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)波束的自適應(yīng)控制，分析系統(tǒng)性能提升效果。17、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)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(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的流水線(xiàn)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)輸送、加工、檢測(cè)和包裝等操作。19、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、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(zhǔn)確的是（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)旨在提高數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率和操作效率B.它是算法設(shè)計(jì)和分析的基礎(chǔ)，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(chǔ)，不考慮數(shù)據(jù)的處理邏輯D.常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括數(shù)組、鏈表、棧、隊(duì)列等20、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理中窗函數(shù)的選擇和應(yīng)用方案，分析不同窗函數(shù)對(duì)信號(hào)處理結(jié)果的影響。21、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的衛(wèi)星軌道參數(shù)計(jì)算和預(yù)測(cè)模塊，分析軌道精度。22、在二叉樹(shù)的應(yīng)用中，二叉查找樹(shù)常用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)集合的操作。以下關(guān)于二叉查找樹(shù)的操作，錯(cuò)誤的是（）A.查找操作通過(guò)比較節(jié)點(diǎn)值，沿著合適的子樹(shù)進(jìn)行B.插入操作可能會(huì)破壞二叉查找樹(shù)的性質(zhì)，需要進(jìn)行調(diào)整C.刪除操作總是刪除葉子節(jié)點(diǎn)，不會(huì)影響樹(shù)的結(jié)構(gòu)D.可以通過(guò)中序遍歷得到有序的節(jié)點(diǎn)值序列23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的音頻功率放大器，能夠驅(qū)動(dòng)一定阻抗的揚(yáng)聲器，輸出足夠的功率且具有較小的失真。24、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)，采用DS18B20溫度傳感器，能夠通過(guò)液晶顯示屏顯示溫度值，說(shuō)明硬件連接和軟件編程。25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能車(chē)庫(kù)照明系統(tǒng)，根據(jù)車(chē)輛進(jìn)出自動(dòng)控制燈光的開(kāi)啟和關(guān)閉。26、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能工廠(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、粉塵濃度等環(huán)境參數(shù)。27、運(yùn)用數(shù)字電路設(shè)計(jì)一個(gè)密碼鎖系統(tǒng)，用戶(hù)通過(guò)輸入正確的密碼才能打開(kāi)鎖，同時(shí)具有錯(cuò)誤輸入次數(shù)限制和報(bào)警功能。28、設(shè)計(jì)一個(gè)智能電表的通信接口電路，能夠與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，包括接口類(lèi)型選擇和電路設(shè)計(jì)。29、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能路燈控制器智能調(diào)光電路，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度和交通流量自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈的亮度，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光。30、設(shè)計(jì)一個(gè)用于新能源汽車(chē)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(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一家電商平臺(tái)的客戶(hù)投訴管理系統(tǒng)需要記錄投訴信息、處理進(jìn)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(shí)間，處理進(jìn)度包括進(jìn)度ID、投訴ID、處理步驟、處理人員、處理時(shí)間，處理結(jié)果包括結(jié)果ID、投訴ID、處理結(jié)果、滿(mǎn)意度。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理投訴數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)投訴的受理、處理跟蹤、結(jié)果反饋，并統(tǒng)計(jì)投訴的類(lèi)型和處理滿(mǎn)意度。2、（本題5分）某在線(xiàn)購(gòu)物網(wǎng)站的促銷(xiāo)活動(dòng)系統(tǒng)需要根據(jù)用戶(hù)的消費(fèi)記錄和行為，為用戶(hù)發(fā)放優(yōu)惠券。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)優(yōu)惠券的精準(zhǔn)發(fā)放和管理。3、（本題5分）某電商平臺(tái)的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶(hù)的瀏覽和購(gòu)買(mǎi)歷史為用戶(hù)推薦商品。系統(tǒng)需要存儲(chǔ)用戶(hù)的行為數(shù)據(jù)，包括用戶(hù)編號(hào)、商品編號(hào)、瀏覽時(shí)間、購(gòu)買(mǎi)時(shí)間等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速分析用戶(hù)行為，為用戶(hù)生成個(gè)性化的商品推薦，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)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(hù)信息、充值記錄、消費(fèi)記錄和卡余額等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的注冊(cè)、充值、消費(fèi)和掛失操作，充值和消費(fèi)記錄的查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)，以及卡余額的實(shí)時(shí)更新，并能夠防范欺詐行為和保障用戶(hù)資金安全。5、（本題5分）某城市的公共自行車(chē)租賃管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)自行車(chē)的信息，如自行車(chē)編號(hào)、租賃點(diǎn)編號(hào)、是否可用、租賃時(shí)間、歸還時(shí)間等。系統(tǒng)要能夠快速查找可用自行車(chē)、按照租賃時(shí)間對(duì)自行車(chē)進(jìn)行排序、記錄自行車(chē)的租賃和歸還操作、統(tǒng)計(jì)租賃次數(shù)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋在平衡二叉搜索樹(shù)中，刪除操作可能導(dǎo)致的不平衡情況及相應(yīng)的調(diào)整方法。2、（本題5分）解釋什么是伸展樹(shù)，并說(shuō)明其在動(dòng)態(tài)查找中的優(yōu)勢(shì)。3、（本題5分）論述如何使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法解決矩陣連乘問(wèn)題，給出最優(yōu)解的計(jì)算方法。4、（本題5分）