上海交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)科學(xué)與工程導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷VIP

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2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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)字信號(hào)處理的語音增強(qiáng)系統(tǒng)，能夠在噪聲環(huán)境下提高語音的清晰度和可懂度。2、想象一個(gè)需要對(duì)大量文本進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)的任務(wù)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以高效地存儲(chǔ)和查詢?cè)~頻信息？（）A.二叉樹，構(gòu)建和查詢效率一般B.哈希表，能夠快速插入和查找詞頻C.鏈表，插入和查找操作效率低D.數(shù)組，不便于動(dòng)態(tài)添加和查找不同的詞3、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)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4、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)示波器高速采樣電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的采樣率，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和分辨率。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電編碼器的電機(jī)位置測(cè)量系統(tǒng)，能夠精確測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和位置。6、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)。7、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)電動(dòng)汽車充電樁的功率模塊，實(shí)現(xiàn)高效充電和電能轉(zhuǎn)換。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于陀螺儀和加速度計(jì)的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)獲取物體的姿態(tài)信息。9、在處理字符串時(shí)，KMP算法是一種改進(jìn)的模式匹配算法。以下關(guān)于KMP算法的優(yōu)點(diǎn)，描述不正確的是（）A.避免了模式串的回溯B.時(shí)間復(fù)雜度低于樸素模式匹配算法C.不需要對(duì)主串進(jìn)行預(yù)處理D.提高了模式匹配的效率10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表故障診斷電路，能夠自動(dòng)檢測(cè)電壓表的故障，并給出故障提示。11、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度傳感器電路，能夠測(cè)量環(huán)境溫度并將溫度值以數(shù)字形式顯示出來，精度要求在±1℃以內(nèi)。12、數(shù)組是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有固定的大小和連續(xù)的存儲(chǔ)方式。以下關(guān)于數(shù)組的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.數(shù)組可以通過下標(biāo)快速訪問元素，但插入和刪除元素時(shí)可能需要移動(dòng)大量元素，效率較低B.多維數(shù)組在內(nèi)存中也是連續(xù)存儲(chǔ)的，通過計(jì)算偏移量可以快速定位元素C.數(shù)組的長(zhǎng)度在創(chuàng)建后不能改變，若要?jiǎng)討B(tài)改變數(shù)組大小，需要重新分配內(nèi)存并復(fù)制元素D.數(shù)組適用于元素?cái)?shù)量固定且操作主要為查找的情況，對(duì)于頻繁插入和刪除的應(yīng)用不太合適，且其空間利用率總是最優(yōu)的13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于D/A轉(zhuǎn)換器的鋸齒波信號(hào)發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為10Hz-1kHz，幅度可調(diào)。14、根據(jù)傳感器原理，設(shè)計(jì)一個(gè)用于智能家居的人體紅外感應(yīng)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)開燈、關(guān)空調(diào)等智能控制。15、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。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）深入分析在具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的無向圖中，如何使用克魯斯卡爾（Kruskal）算法求解最大生成樹，并說明與求解最小生成樹的區(qū)別。2、（本題5分）深入探討在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉搜索樹中，如何進(jìn)行樹的修改操作，如節(jié)點(diǎn)值的更新。3、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場(chǎng)景，如函數(shù)調(diào)用棧的模擬、深度優(yōu)先搜索的非遞歸實(shí)現(xiàn)等，并說明其原理。4、（本題5分）解釋最小生成樹的概念，比較普里姆算法和克魯斯卡爾算法在構(gòu)建最小生成樹時(shí)的不同策略和效率。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某公司的項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤系統(tǒng)需要記錄項(xiàng)目的各個(gè)階段、負(fù)責(zé)人、開始時(shí)間、預(yù)計(jì)結(jié)束時(shí)間、實(shí)際進(jìn)度等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來直觀展示項(xiàng)目進(jìn)度，支持項(xiàng)目階段的調(diào)整、負(fù)責(zé)人變更等操作，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目延期風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行預(yù)警。2、（本題5分）某公司的庫(kù)存管理系統(tǒng)需要記錄原材料、半成品和成品的庫(kù)存數(shù)量、成本和存放位置等信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存的入庫(kù)、出庫(kù)、盤點(diǎn)和成本核算操作，并能夠根據(jù)銷售預(yù)測(cè)和生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行庫(kù)存預(yù)警和補(bǔ)貨建議。3、（本題5分）某電商倉(cāng)庫(kù)的貨物管理系統(tǒng)需要記錄貨物的信息，包括貨物編號(hào)、貨物名稱、貨物類別、庫(kù)存數(shù)量、存放位置等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)貨物數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)貨物的快速查找、庫(kù)存盤點(diǎn)、位置調(diào)整，并統(tǒng)計(jì)各類貨物的庫(kù)存數(shù)量。4、（本題5分）某城市的公交系統(tǒng)需要對(duì)公交線路和站點(diǎn)進(jìn)行管理。線路和站點(diǎn)信息以有向無環(huán)圖的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查找從起點(diǎn)到終點(diǎn)經(jīng)過最少站點(diǎn)的公交線路；（2）判斷兩條公交線路是否存在交叉站點(diǎn)；（3）新增一條公交線路時(shí)，如何更新整個(gè)公交網(wǎng)絡(luò)；（4）計(jì)算每個(gè)站點(diǎn)的客流量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）某電商倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)貨物的種類、數(shù)量、存放位置和入庫(kù)出庫(kù)時(shí)間等信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)貨物信息，支持貨物的入庫(kù)、出庫(kù)、盤點(diǎn)和庫(kù)存查詢操作，并能夠根據(jù)貨物的入庫(kù)時(shí)間和保質(zhì)期進(jìn)行優(yōu)先出庫(kù)處理。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，將一個(gè)二叉樹轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的森林，并輸出森林中各樹的先序遍歷序列。2、（本題10分）詳細(xì)設(shè)計(jì)B樹中節(jié)點(diǎn)分裂和合并保證樹結(jié)構(gòu)平衡的算法，并測(cè)試。