無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)科學(xué)與智能技術(shù)概論》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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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25個(gè)小題，每小題1分，共25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(shè)計(jì)一個(gè)基于計(jì)數(shù)器的定時(shí)器系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)定時(shí)啟動(dòng)、停止和定時(shí)時(shí)間的設(shè)定功能。3、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)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(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.0技術(shù)的無線耳機(jī)系統(tǒng)，具備穩(wěn)定的音頻傳輸、低延遲和長(zhǎng)續(xù)航功能。5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表高精度測(cè)量電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的直流電壓測(cè)量，精度達(dá)到±0.01V。6、已知一個(gè)棧的進(jìn)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(guān)于二叉搜索樹的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.左子樹上所有節(jié)點(diǎn)的值均小于根節(jié)點(diǎn)的值，右子樹上所有節(jié)點(diǎn)的值均大于根節(jié)點(diǎn)的值B.對(duì)二叉搜索樹進(jìn)行中序遍歷，可以得到一個(gè)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(shí)間復(fù)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(jié)構(gòu)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(shè)我們正在使用遞歸解決一個(gè)問題。以下關(guān)于遞歸的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.遞歸函數(shù)必須有明確的終止條件，否則會(huì)導(dǎo)致無限遞歸B.遞歸調(diào)用會(huì)使用系統(tǒng)的?？臻g來保存中間結(jié)果和返回地址C.對(duì)于一些問題，使用迭代實(shí)現(xiàn)比遞歸實(shí)現(xiàn)效率更高D.遞歸總是比迭代更容易理解和實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該優(yōu)先使用遞歸9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無線射頻識(shí)別（RFID）的倉庫管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的自動(dòng)識(shí)別、入庫、出庫和庫存管理。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于A/D轉(zhuǎn)換器的電壓測(cè)量系統(tǒng)，能夠高精度測(cè)量直流或交流電壓，并進(jìn)行數(shù)字顯示。11、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻降噪電路，能夠有效降低環(huán)境噪聲對(duì)音頻信號(hào)的影響，給出電路設(shè)計(jì)和降噪效果測(cè)試。12、插入排序也是一種基本的排序算法。對(duì)于插入排序的特點(diǎn)和性能，以下描述錯(cuò)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(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)C.插入排序在數(shù)據(jù)基本有序時(shí)性能較好D.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8S的智能家電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制和智能場(chǎng)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(jié)構(gòu)。以下關(guān)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(guān)鍵字映射到存儲(chǔ)位置B.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時(shí)間復(fù)雜度都接近O(1)C.哈希沖突是指不同的關(guān)鍵字映射到了相同的存儲(chǔ)位置D.哈希表不需要處理哈希沖突15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測(cè)心率、血壓、運(yùn)動(dòng)步數(shù)等健康數(shù)據(jù)，并通過藍(lán)牙與手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。16、字典樹（Trie樹）常用于字符串的存儲(chǔ)和查找。假設(shè)我們正在使用字典樹處理字符串集合。以下關(guān)于字典樹的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.字典樹利用字符串的公共前綴來節(jié)省存儲(chǔ)空間和提高查找效率B.插入和查找操作在字典樹中的時(shí)間復(fù)雜度與字符串的長(zhǎng)度有關(guān)C.字典樹可以方便地實(shí)現(xiàn)字符串的前綴匹配和搜索功能D.字典樹適合存儲(chǔ)大量短字符串，對(duì)于長(zhǎng)字符串效果不佳17、根據(jù)電子電路原理，設(shè)計(jì)一個(gè)用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）控制器，提高太陽能的利用效率。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Arduino的智能灌溉系統(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，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。19、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能路燈控制器節(jié)能電路，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度和交通流量自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈的亮度，實(shí)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(guān)于棧的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.棧的操作遵循后進(jìn)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(shí)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(dá)式求值、括號(hào)匹配等場(chǎng)景中有廣泛應(yīng)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(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)方案，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和遠(yuǎn)程控制。22、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器功率擴(kuò)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(shè)計(jì)一個(gè)±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(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(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25、設(shè)計(jì)一個(gè)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(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)元素的環(huán)形鏈表，如何判斷鏈表中是否存在環(huán)？請(qǐng)給出具體的算法思路和代碼示例。2、（本題5分）在圖的存儲(chǔ)中，如何表示有權(quán)圖和無權(quán)圖？各有哪些常見的算法應(yīng)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(guān)系以及時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）詳細(xì)闡述圖的拓?fù)渑判虻母拍詈蛻?yīng)用場(chǎng)景，給出拓?fù)渑判虻乃惴ú襟E，并分析其時(shí)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，利用后綴樹和Prim算法的結(jié)合，為一個(gè)分布式文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)建立高效的連接，提高文件訪問速度。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，判斷給定圖是否存在重邊，輸出判斷結(jié)果。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，從給定的雙向鏈表中刪除一個(gè)節(jié)點(diǎn)，輸出刪除后的鏈表。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用線段樹和克魯斯卡爾算法的結(jié)合，為一個(gè)區(qū)域的電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃線路，確保供電可靠性和成本優(yōu)化。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，用鄰接矩陣表示一個(gè)無向圖，計(jì)算圖中任意兩個(gè)頂點(diǎn)之間的最短路徑長(zhǎng)度。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）假設(shè)一個(gè)在線教育平臺(tái)的問答系統(tǒng)需要記錄問題信息、答案信息和用戶互動(dòng)情況。問題信息包括問題ID、問題標(biāo)題、提問者ID、提問時(shí)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(shí)間，用戶互動(dòng)情況包括互動(dòng)ID、問題ID、用戶ID、互動(dòng)類型（點(diǎn)贊、評(píng)論等）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理問答數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)問題的快速查找、答案的排序、用戶互動(dòng)的處理，并統(tǒng)計(jì)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(shí)時(shí)