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…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共2頁(yè)廣東白云學(xué)院《數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)》2024-2025學(xué)年第一學(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2分，共40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)光耦隔離電路，實(shí)現(xiàn)輸入輸出信號(hào)的電氣隔離，給出電路參數(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景。2、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓為5V和12V可選，最大輸出電流為1A，紋波電壓小于50mV。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32單片機(jī)的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集人體心率數(shù)據(jù)，并通過(guò)藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP進(jìn)行顯示和分析。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字溫度傳感器的溫度控制系統(tǒng)，通過(guò)控制加熱或制冷設(shè)備，使環(huán)境溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi)。5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像分割算法，如閾值分割或區(qū)域生長(zhǎng)分割，在實(shí)際圖像上進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化。6、設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，能夠提供穩(wěn)定的輸出電壓，具有過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù)功能，給出電路設(shè)計(jì)和性能測(cè)試分析。7、哈希表是一種通過(guò)哈希函數(shù)將關(guān)鍵字映射到存儲(chǔ)位置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在處理哈希沖突時(shí)，常見(jiàn)的方法有開(kāi)放地址法和鏈地址法。使用鏈地址法處理哈希沖突時(shí)，以下關(guān)于其特點(diǎn)的描述，正確的是：（）A.查找效率較低B.空間利用率低C.適用于哈希函數(shù)沖突較少的情況D.可以有效地處理大量的沖突8、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)壓力計(jì)電路，能夠同時(shí)測(cè)量環(huán)境溫度和壓力，溫度精度為±0.1℃，壓力精度為±1kPa。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.0的音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的無(wú)線音頻傳輸，傳輸距離不小于20米，支持雙聲道。10、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)D像進(jìn)行高效壓縮，減少存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬需求。11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鑒頻器，能夠測(cè)量輸入信號(hào)的頻率變化，精度達(dá)到10Hz，給出電路結(jié)構(gòu)和工作原理。12、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路工藝中蝕刻工藝的參數(shù)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)，保證蝕刻質(zhì)量。13、在一個(gè)大型企業(yè)的員工管理系統(tǒng)中，需要存儲(chǔ)員工的基本信息，如姓名、工號(hào)、部門(mén)、職位等，并且能夠按照部門(mén)快速查找和統(tǒng)計(jì)員工數(shù)量。為了實(shí)現(xiàn)這樣的功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是比較合適的選擇？（）A.字典樹(shù)B.堆C.跳表D.并查集14、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)密碼鎖控制系統(tǒng)，通過(guò)輸入正確的密碼實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖，具有錯(cuò)誤輸入報(bào)警功能。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬積分器的積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），分析其轉(zhuǎn)換精度和速度。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的SPI通信接口模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)與外部設(shè)備的高速數(shù)據(jù)傳輸，給出硬件描述和測(cè)試方法。17、設(shè)計(jì)一個(gè)高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用USB3.0接口，傳輸速率達(dá)到5Gbps，說(shuō)明硬件選型和驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。18、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。19、鏈表是一種常見(jiàn)的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。在鏈表中，又分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表等。以下關(guān)于鏈表的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.單鏈表中每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)指向后繼節(jié)點(diǎn)的指針B.雙向鏈表中每個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)指針，分別指向前驅(qū)節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)C.循環(huán)鏈表的尾節(jié)點(diǎn)指針指向頭節(jié)點(diǎn)，形成一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)D.鏈表的插入和刪除操作在任何位置都能高效完成，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)20、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)，采用熱電偶傳感器，能夠測(cè)量-50℃至150℃的溫度范圍，精度為0.5℃，說(shuō)明硬件連接和信號(hào)調(diào)理。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）闡述后綴樹(shù)在基因序列分析中的應(yīng)用可能性和挑戰(zhàn)。2、（本題5分）論述AVL樹(shù)的平衡調(diào)整操作對(duì)樹(shù)的結(jié)構(gòu)和性能的長(zhǎng)期影響。3、（本題5分）解釋如何使用跳表實(shí)現(xiàn)有序集合的插入、刪除和查找操作，分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)一個(gè)快遞公司的快遞包裹重量分布信息，支持重量區(qū)間的統(tǒng)計(jì)。2、（本題5分）使用鄰接矩陣和鄰接表兩種方式存儲(chǔ)一個(gè)無(wú)向圖，并實(shí)現(xiàn)深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)規(guī)劃程序，解決矩陣連乘問(wèn)題，輸出最優(yōu)乘法順序和最少乘法次數(shù)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用快速排序算法對(duì)一個(gè)森林中的樹(shù)進(jìn)行排序，排序依據(jù)為樹(shù)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用鏈表實(shí)現(xiàn)棧的復(fù)制功能，輸入一個(gè)棧進(jìn)行復(fù)制并展示結(jié)果。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）某在線游戲的道具管理系統(tǒng)需要記錄道具信息、玩家擁有情況和道具交易記錄。道具信息包括道具ID、道具名稱(chēng)、道具描述、道具價(jià)值，玩家擁有情況包括玩家ID、道具ID、數(shù)量，道具交易記錄包括交易ID、買(mǎi)家ID、賣(mài)家ID、道具ID、交易時(shí)間、交易價(jià)格。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理道具數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)道具的查詢、