學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共2頁西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)可視化開發(fā)實(shí)訓(xùn)實(shí)踐》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號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、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字邏輯電路的簡易密碼鎖系統(tǒng)，要求輸入正確密碼才能開鎖，密碼可由用戶自行設(shè)定，同時(shí)具備錯(cuò)誤輸入次數(shù)限制及報(bào)警功能。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的智能空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測空氣中的PM2.5、甲醛、TVOC等污染物濃度，并通過物聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)。3、設(shè)計(jì)一個(gè)高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采樣率達(dá)到50MSa/s，分辨率為12位，存儲(chǔ)深度為1MB，說明硬件選型和軟件驅(qū)動(dòng)編寫。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流跟蹤系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)跟蹤貨物的位置和狀態(tài)，提供物流信息查詢服務(wù)。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CCD圖像傳感器的圖像采集系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高速圖像采集和數(shù)據(jù)傳輸，說明系統(tǒng)硬件組成和接口電路。6、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，棧是一種特殊的線性表，其操作遵循后進(jìn)先出的原則。假設(shè)一個(gè)程序需要對一系列操作進(jìn)行順序處理，這些操作包括入棧和出棧。如果初始時(shí)棧為空，依次進(jìn)行入棧操作：元素1、2、3，然后進(jìn)行兩次出棧操作。請問第二次出棧時(shí)彈出的元素是什么？（）A.1B.2C.3D.棧為空，無法出棧7、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的鋰電池充電管理系統(tǒng)，能夠?qū)︿囯姵剡M(jìn)行恒流恒壓充電，充電終止電壓為4.2V，充電電流可調(diào)節(jié)。8、設(shè)計(jì)一個(gè)智能溫度傳感器，能夠?qū)崟r(shí)測量環(huán)境溫度并通過無線方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮斩?，具備低功耗和高精度的特點(diǎn)。9、假設(shè)正在實(shí)現(xiàn)一個(gè)文件系統(tǒng)，需要快速查找文件的目錄信息，并且支持文件和目錄的添加、刪除和修改操作。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合用于存儲(chǔ)目錄結(jié)構(gòu)的？（）A.平衡二叉樹，保持查找效率平衡B.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹C.B樹，適合外存存儲(chǔ)和大量數(shù)據(jù)查找D.哈希表，快速定位目錄項(xiàng)10、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)不間斷電源（UPS）系統(tǒng)，在市電中斷時(shí)能夠?yàn)樨?fù)載提供持續(xù)的電力供應(yīng)。11、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動(dòng)控制灌溉設(shè)備的開啟和關(guān)閉，節(jié)約水資源。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于AD9854的直接數(shù)字頻率合成器（DDS），輸出頻率范圍為1Hz至100MHz，相位分辨率小于1°，給出硬件設(shè)計(jì)和控制程序。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無線通信技術(shù)的智能物流跟蹤與管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)貨物運(yùn)輸過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度。14、字符串的操作和處理在計(jì)算機(jī)編程中經(jīng)常遇到。對于字符串的匹配算法，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.樸素的字符串匹配算法通過逐個(gè)字符比較來查找模式串在主串中的位置，時(shí)間復(fù)雜度較高B.KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法通過利用已經(jīng)匹配的部分信息來提高匹配效率C.BM（Boyer-Moore）算法從右向左比較字符，在某些情況下性能優(yōu)于KMP算法D.所有的字符串匹配算法在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度都是O(m*n)，其中m是模式串長度，n是主串長度15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電表抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表和數(shù)據(jù)管理。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi6的無線局域網(wǎng)（WLAN）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，給出系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)。17、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能安防系統(tǒng)，能夠檢測入侵、火災(zāi)等異常情況，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)和通知用戶。18、快速排序是一種高效的排序算法，具有較好的平均性能。以下關(guān)于快速排序的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.快速排序通過選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為小于和大于基準(zhǔn)元素的兩部分，然后對這兩部分分別遞歸排序B.快速排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，但這種情況很少出現(xiàn)C.快速排序的空間復(fù)雜度主要取決于遞歸調(diào)用的棧空間，通常為O(logn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保證相同元素的相對順序不變19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號處理器（DSP）和攝像頭的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測視頻中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。20、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星通信車載終端的收發(fā)系統(tǒng)，能夠在移動(dòng)中保持穩(wěn)定的通信連接。21、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集溫度數(shù)據(jù)，并通過控制加熱或冷卻裝置將溫度穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，要求精度達(dá)到±0.5℃。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器和計(jì)數(shù)器的物體運(yùn)動(dòng)速度測量系統(tǒng)，準(zhǔn)確測量物體的運(yùn)動(dòng)速度。23、在一個(gè)需要對大量數(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C.鏈表D.隊(duì)列24、設(shè)計(jì)一個(gè)基于USBPD協(xié)議的快速充電器，能夠根據(jù)設(shè)備需求提供合適的電壓和電流，包括電路設(shè)計(jì)和協(xié)議實(shí)現(xiàn)。25、考慮到一個(gè)文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)管理，需要快速查找、插入和刪除文件和文件夾，并能夠方便地遍歷整個(gè)目錄層次。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)？（）A.三叉樹B.四叉樹C.N叉樹D.線段樹26、在一個(gè)有n個(gè)頂點(diǎn)的無向圖中，若要判斷圖中是否存在回路，使用深度優(yōu)先遍歷算法，其時(shí)間復(fù)雜度為？（）A.O(n)B.O(n+e)，其中e為邊數(shù)C.O(n^2)D.O(logn)27、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬濾波器和數(shù)字濾波器的組合濾波系統(tǒng)，有效濾除復(fù)雜噪聲。28、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，能夠連接多種傳感器并將數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)，說明系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換。29、在一個(gè)需要頻繁進(jìn)行插入和刪除操作，并且數(shù)據(jù)量較大的場景中，如果對查找操作的要求相對較低，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.鏈表，插入和刪除操作方便，查找效率相對較低B.二叉搜索樹，查找效率較高，但插入和刪除可能導(dǎo)致樹的調(diào)整C.數(shù)組，插入和刪除操作復(fù)雜，不適合頻繁操作D.棧，不符合頻繁插入和刪除的需求30、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。以下關(guān)于冒泡排序的敘述中，不正確的是（）A.冒泡排序通過不斷比較相鄰元素并交換位置來排序B.冒泡排序在最好情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.冒泡排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)D.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)在線音樂平臺(tái)的歌單管理系統(tǒng)需要記錄歌單信息、歌曲列表和用戶收藏情況。歌單信息包括歌單ID、歌單名稱、創(chuàng)建者ID，歌曲列表包括歌曲ID、歌單ID，用戶收藏情況包括用戶ID、歌單ID。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理歌單數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)歌單的創(chuàng)建、歌曲的添加和刪除、用戶的收藏和取消收藏，并統(tǒng)計(jì)熱門歌單。2、（本題5分）在一個(gè)在線考試的監(jiān)考系統(tǒng)中，需要實(shí)時(shí)記錄考生的答題情況、交卷時(shí)間、是否作弊等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來保障考試的公平性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，支持對考生答題過程的監(jiān)控和異常情況的處理。3、（本題5分）一個(gè)在線旅游攻略平臺(tái)需要存儲(chǔ)各地的旅游景點(diǎn)、美食推薦、住宿信息和用戶評價(jià)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來方便用戶查詢和規(guī)劃旅行路線。4、（本題5分）一個(gè)超市的促銷活動(dòng)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)促銷活動(dòng)的信息，如活動(dòng)編號、活動(dòng)名稱、活動(dòng)時(shí)間、優(yōu)惠方式、參與商品等。系統(tǒng)要支持快速查找特定促銷活動(dòng)、按照活動(dòng)時(shí)間對活動(dòng)進(jìn)行排序、新增促銷活動(dòng)、修改活動(dòng)規(guī)則、結(jié)束活動(dòng)。請確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。5、（本題5分）某在線游戲的組隊(duì)系統(tǒng)需要記錄隊(duì)伍信息和隊(duì)員信息，隊(duì)伍信息包括隊(duì)伍ID、隊(duì)伍名稱、隊(duì)長ID，隊(duì)員信息包括隊(duì)員ID、隊(duì)伍ID、角色信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理組隊(duì)數(shù)據(jù)，能夠快速查詢隊(duì)伍成員、解散隊(duì)伍、加入隊(duì)伍，并支持隊(duì)伍之間的對戰(zhàn)匹配。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋堆的概念，包括大根堆和小根堆，論述在堆中進(jìn)行插入和刪除元素操作的過程及時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）論述在樹的平衡調(diào)整算法中，如何分析旋轉(zhuǎn)操作對樹的高度和性能的影響。3、（本題5分）詳細(xì)說明在排序算法的穩(wěn)定性改進(jìn)中，如何在不顯著增加時(shí)間復(fù)雜度的前提下保證穩(wěn)定性。4、（本題5分）深入解釋在具有n個(gè)元素的鏈表中，如何刪除鏈表中所有值為指定值的節(jié)點(diǎn)，并給出具