無錫城市職業(yè)技術學院《數(shù)據(jù)科學與智能技術概論》2023-2024學年第二學期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁無錫城市職業(yè)技術學院《數(shù)據(jù)科學與智能技術概論》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、設計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像縮放、旋轉(zhuǎn)、灰度化等基本操作。2、設計一個基于計數(shù)器的定時器系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)定時啟動、停止和定時時間的設定功能。3、根據(jù)數(shù)字信號處理知識，設計一個語音降噪系統(tǒng)，能夠有效去除環(huán)境噪聲，提高語音清晰度。4、設計一個基于藍牙5.0技術的無線耳機系統(tǒng)，具備穩(wěn)定的音頻傳輸、低延遲和長續(xù)航功能。5、設計一個數(shù)字電壓表高精度測量電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的直流電壓測量，精度達到±0.01V。6、已知一個棧的進棧序列為1，2，3，4，5。則下列序列中，不可能是出棧序列的是：（）A.5，4，3，2，1B.4，5，3，2，1C.4，3，5，1，2D.1，2，3，4，57、二叉搜索樹是一種特殊的二叉樹，具有特定的性質(zhì)和用途。以下關于二叉搜索樹的描述，錯誤的是：（）A.左子樹上所有節(jié)點的值均小于根節(jié)點的值，右子樹上所有節(jié)點的值均大于根節(jié)點的值B.對二叉搜索樹進行中序遍歷，可以得到一個有序的序列C.二叉搜索樹的查找、插入和刪除操作的平均時間復雜度都是O(logn)D.二叉搜索樹一定是平衡的，即左右子樹的高度差不超過18、在數(shù)據(jù)結構的遞歸操作中，需要注意遞歸的終止條件和棧空間的使用。假設我們正在使用遞歸解決一個問題。以下關于遞歸的描述，哪一項是不準確的？（）A.遞歸函數(shù)必須有明確的終止條件，否則會導致無限遞歸B.遞歸調(diào)用會使用系統(tǒng)的?？臻g來保存中間結果和返回地址C.對于一些問題，使用迭代實現(xiàn)比遞歸實現(xiàn)效率更高D.遞歸總是比迭代更容易理解和實現(xiàn)，應該優(yōu)先使用遞歸9、設計一個基于無線射頻識別（RFID）的倉庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對貨物的自動識別、入庫、出庫和庫存管理。10、設計一個基于A/D轉(zhuǎn)換器的電壓測量系統(tǒng)，能夠高精度測量直流或交流電壓，并進行數(shù)字顯示。11、設計一個音頻降噪電路，能夠有效降低環(huán)境噪聲對音頻信號的影響，給出電路設計和降噪效果測試。12、插入排序也是一種基本的排序算法。對于插入排序的特點和性能，以下描述錯誤的是（）A.插入排序?qū)⒋判蛟夭迦氲揭雅判蛐蛄械暮线m位置B.插入排序在平均情況下的時間復雜度為O(n^2)C.插入排序在數(shù)據(jù)基本有序時性能較好D.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法13、設計一個基于STM8S的智能家電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制和智能場景切換，給出硬件電路和通信協(xié)議。14、哈希表是一種高效的數(shù)據(jù)結構。以下關于哈希表的描述，不正確的是：（）A.哈希表通過哈希函數(shù)將關鍵字映射到存儲位置B.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時間復雜度都接近O(1)C.哈希沖突是指不同的關鍵字映射到了相同的存儲位置D.哈希表不需要處理哈希沖突15、設計一個基于STM32的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測心率、血壓、運動步數(shù)等健康數(shù)據(jù)，并通過藍牙與手機進行數(shù)據(jù)同步。16、字典樹（Trie樹）常用于字符串的存儲和查找。假設我們正在使用字典樹處理字符串集合。以下關于字典樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.字典樹利用字符串的公共前綴來節(jié)省存儲空間和提高查找效率B.插入和查找操作在字典樹中的時間復雜度與字符串的長度有關C.字典樹可以方便地實現(xiàn)字符串的前綴匹配和搜索功能D.字典樹適合存儲大量短字符串，對于長字符串效果不佳17、根據(jù)電子電路原理，設計一個用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤（MPPT）控制器，提高太陽能的利用效率。18、設計一個基于Arduino的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設備的開啟和關閉，實現(xiàn)精準灌溉。19、設計一個太陽能路燈控制器節(jié)能電路，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)節(jié)能。20、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。以下關于棧的描述，不準確的是：（）A.棧的操作遵循后進先出（LIFO）原則，即最后入棧的元素最先出棧B.可以用數(shù)組或鏈表來實現(xiàn)棧，常見的操作有入棧、出棧和獲取棧頂元素C.棧在函數(shù)調(diào)用、表達式求值、括號匹配等場景中有廣泛應用D.棧的大小是無限的，可以隨意入棧元素，不需要考慮棧滿的情況21、運用通信網(wǎng)絡原理，設計一個智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡方案，實現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和遠程控制。22、設計一個音頻放大器功率擴展電路，能夠增加放大器的輸出功率，滿足更大功率的音頻播放需求。23、設計一個±5V轉(zhuǎn)±3.3V的DC-DC電源變換電路，輸出電流不小于0.3A，給出原理圖和PCB布局。24、哈希表是一種通過哈希函數(shù)將關鍵字映射到存儲位置的數(shù)據(jù)結構。在處理哈希沖突時，常見的方法有開放地址法和鏈地址法。使用鏈地址法處理哈希沖突時，以下關于其特點的描述，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25、設計一個通信系統(tǒng)中的多輸入多輸出（MIMO）傳輸方案，分析系統(tǒng)容量和誤碼率性能。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）對于一個具有n個元素的環(huán)形鏈表，如何判斷鏈表中是否存在環(huán)？請給出具體的算法思路和代碼示例。2、（本題5分）在圖的存儲中，如何表示有權圖和無權圖？各有哪些常見的算法應用？3、（本題5分）解釋希爾排序算法的分組思想和插入過程，說明其與直接插入排序的關系以及時間復雜度。4、（本題5分）詳細闡述圖的拓撲排序的概念和應用場景，給出拓撲排序的算法步驟，并分析其時間復雜度。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，利用后綴樹和Prim算法的結合，為一個分布式文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)節(jié)點建立高效的連接，提高文件訪問速度。2、（本題5分）設計一個程序，判斷給定圖是否存在重邊，輸出判斷結果。3、（本題5分）設計一個程序，從給定的雙向鏈表中刪除一個節(jié)點，輸出刪除后的鏈表。4、（本題5分）設計一個程序，利用線段樹和克魯斯卡爾算法的結合，為一個區(qū)域的電力網(wǎng)絡規(guī)劃線路，確保供電可靠性和成本優(yōu)化。5、（本題5分）設計一個算法，用鄰接矩陣表示一個無向圖，計算圖中任意兩個頂點之間的最短路徑長度。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）假設一個在線教育平臺的問答系統(tǒng)需要記錄問題信息、答案信息和用戶互動情況。問題信息包括問題ID、問題標題、提問者ID、提問時間，答案信息包括答案ID、問題ID、回答者ID、回答內(nèi)容、回答時間，用戶互動情況包括互動ID、問題ID、用戶ID、互動類型（點贊、評論等）。請設計數(shù)據(jù)結構來管理問答數(shù)據(jù)，實現(xiàn)問題的快速查找、答案的排序、用戶互動的處理，并統(tǒng)計問題的熱度和回答的質(zhì)量。2、（本題10分）某股票交易系統(tǒng)需要實時