站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共2頁廈門興才職業(yè)技術(shù)學院《數(shù)據(jù)可視化課程實訓》2024-2025學年第一學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15個小題，每小題2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、堆排序是基于二叉堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的排序算法。假設我們正在使用堆排序?qū)?shù)組進行排序。以下關(guān)于堆排序的描述，哪一項是不準確的？（）A.堆排序首先將數(shù)組構(gòu)建成一個最大堆或最小堆，然后逐步取出堆頂元素并調(diào)整堆B.堆排序的時間復雜度為O(nlogn)，空間復雜度為O(1)C.堆排序在排序過程中不需要額外的輔助空間，是一種原地排序算法D.堆排序適用于對大規(guī)模數(shù)據(jù)進行排序，但在數(shù)據(jù)量較小時性能不如其他排序算法2、設計一個基于運算放大器的電壓比較器電路，能夠比較兩個輸入電壓的大小，并輸出高低電平信號。3、設計一個基于藍牙模塊的智能家居安防系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測門窗狀態(tài)、入侵情況，并向用戶發(fā)送報警信息。4、設計一個基于RFID技術(shù)的物品識別與管理系統(tǒng)，能夠快速準確地讀取標簽信息并進行數(shù)據(jù)處理。5、冒泡排序是一種簡單的排序算法。假設我們正在使用冒泡排序?qū)?shù)組進行排序。以下關(guān)于冒泡排序的描述，哪一項是不準確的？（）A.冒泡排序通過反復比較相鄰元素并交換位置，將最大的元素逐步“浮”到數(shù)組的末尾B.冒泡排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)，但在最好情況下可以達到O(n)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法，相同元素的相對順序在排序后不會改變D.冒泡排序的性能優(yōu)于其他所有排序算法，適用于各種規(guī)模的數(shù)據(jù)排序6、對于一個用數(shù)組實現(xiàn)的循環(huán)隊列，當隊尾指針rear等于數(shù)組的最大下標時，若要進行入隊操作，需要進行的處理是？（）A.rear重置為0B.rear保持不變C.擴充數(shù)組容量D.無法再入隊7、設計一個基于數(shù)字信號處理器（DSP）的音頻濾波系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對音頻信號的低通、高通、帶通和帶阻濾波，濾波參數(shù)可調(diào)節(jié)。8、設計一個直流穩(wěn)壓電源，能夠輸出穩(wěn)定的直流電壓，具有過壓保護、過流保護等功能。9、設計一個用于工業(yè)傳感器的信號調(diào)理電路，將傳感器輸出的小信號轉(zhuǎn)換為標準電壓或電流信號，給出電路設計和精度分析。10、設計一個無線通信系統(tǒng)中的抗衰落接收電路，能夠有效應對多徑衰落，提高信號接收質(zhì)量，并進行性能測試。11、在實際應用中，常常需要對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的描述，錯誤的是：（）A.可以通過選擇合適的存儲結(jié)構(gòu)來提高性能B.可以通過改進算法來降低操作的時間復雜度C.優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一定會增加代碼的復雜性D.優(yōu)化需要綜合考慮性能、可讀性和可維護性12、利用射頻電路設計一個無線射頻識別（RFID）讀寫器，實現(xiàn)對標簽的讀取和寫入操作。13、設計一個基于單片機的智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，根據(jù)交通流量和環(huán)境光照自動調(diào)節(jié)路燈亮度，實現(xiàn)節(jié)能。14、設計一個基于STM8的電機調(diào)速系統(tǒng)，采用PWM控制方式，能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)和調(diào)速功能，描述系統(tǒng)組成和控制算法。15、設計一個簡單的數(shù)字圖像加密和解密系統(tǒng)，采用加密算法保證圖像安全，給出系統(tǒng)設計和加密效果評估。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）論述在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇中，如何根據(jù)具體的應用場景和需求選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如鏈表、數(shù)組、樹等。2、（本題5分）詳細闡述B樹中如何進行節(jié)點的查找操作。3、（本題5分）對于一個具有n個元素的數(shù)組，如何使用選擇排序算法進行優(yōu)化以減少比較次數(shù)？三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個快遞公司的包裹跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的單號、運輸路徑、當前位置和預計送達時間。設計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)包裹狀態(tài)的實時查詢和跟蹤。2、（本題5分）某在線論壇需要對帖子和回復進行管理。帖子和回復以雙向鏈表的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）按照發(fā)布時間順序輸出帖子和回復；（2）將熱門帖子置頂；（3）刪除某個違規(guī)的帖子或回復；（4）統(tǒng)計每個帖子的回復數(shù)量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）某公司的項目任務分配系統(tǒng)需要對多個項目的任務和員工分配情況進行管理。任務信息包括任務編號、任務描述、負責人、截止日期等，員工信息包括員工編號、姓名、負責任務等?？紤]使用線索二叉樹來存儲這些信息。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）插入新的任務或員工信息；（2）刪除已完成的任務或離職員工信息；（3）按照截止日期對任務進行排序；（4）查找某個員工負責的所有任務。分析所設計算法的時間復雜度和空間復雜度。4、（本題5分）一個在線點餐系統(tǒng)需要記錄菜品信息和訂單信息。菜品包括菜品ID、菜品名稱、價格、圖片、描述等，訂單包括訂單ID、用戶ID、菜品列表、總價、下單時間等。設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些數(shù)據(jù)，能夠快速查詢菜品、生成訂單、更新訂單狀態(tài)，并統(tǒng)計每種菜品的銷售數(shù)量。5、（本題5分）某在線寵物領(lǐng)養(yǎng)平臺需要記錄寵物的信息、領(lǐng)養(yǎng)人的申請和審核狀態(tài)。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，確保寵物能夠找到合適的領(lǐng)養(yǎng)家庭。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個算法，利用鏈表實現(xiàn)一