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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實踐》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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(shè)計一個基于霍爾傳感器的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r測量電機的轉(zhuǎn)速，精度達到1rpm。2、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進行灰度化、濾波、邊緣檢測等基本操作，顯示處理結(jié)果。3、設(shè)計一個通信系統(tǒng)復用設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)時分復用、頻分復用或波分復用功能，分析復用效率和資源利用率。4、假設(shè)正在設(shè)計一個內(nèi)存管理系統(tǒng)，需要有效地分配和回收內(nèi)存塊，并能夠快速地查找合適大小的空閑內(nèi)存區(qū)域。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于解決內(nèi)存管理的問題？（）A.伙伴系統(tǒng)和首次適應算法B.堆排序和最佳適應算法C.冒泡排序和最壞適應算法D.快速排序和循環(huán)首次適應算法5、在一個具有n個節(jié)點的帶權(quán)有向圖中，使用Dijkstra算法求單源最短路徑，其時間復雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(ne)6、哈夫曼樹是一種特殊的帶權(quán)路徑長度最短的二叉樹，在數(shù)據(jù)壓縮等領(lǐng)域有重要應用。以下關(guān)于哈夫曼樹的描述，不準確的是：（）A.哈夫曼樹的構(gòu)建過程基于貪心算法，每次選擇權(quán)值最小的兩個節(jié)點合并B.通過哈夫曼樹可以為字符編碼，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效壓縮C.哈夫曼樹的帶權(quán)路徑長度是所有葉子節(jié)點的權(quán)值乘以路徑長度之和D.不同的字符集和權(quán)值分布會得到相同的哈夫曼樹結(jié)構(gòu)7、設(shè)計一個基于Wi-Fi技術(shù)的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r傳輸高清視頻，具備遠程控制和存儲功能，說明系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。8、設(shè)計一個溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析與預警電路，能夠?qū)囟葌鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)進行分析，當溫度異常時發(fā)出預警信號。9、設(shè)計一個基于音頻功率放大器的舞臺音響系統(tǒng)，輸出功率不小于500W，具備音效調(diào)節(jié)功能。10、設(shè)計一個基于模擬比較器的電池電量監(jiān)測系統(tǒng)，當電量低于設(shè)定值時進行報警提示。11、設(shè)計一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位系統(tǒng)，能夠確定節(jié)點的位置信息，描述系統(tǒng)的原理和實現(xiàn)方法。12、設(shè)計一個基于微控制器的智能家電控制系統(tǒng)，能夠通過手機APP遠程控制家電的開關(guān)和工作模式，說明系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn)。13、設(shè)計一個直流穩(wěn)壓電源，能夠輸出穩(wěn)定的直流電壓，具有過壓保護、過流保護等功能。14、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理中圖像特征提取和分類系統(tǒng)，分析特征的有效性和分類準確率。15、設(shè)計一個基于編碼器和驅(qū)動器的機器人關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)關(guān)節(jié)的精確運動控制。16、設(shè)計一個數(shù)字溫度計液位計數(shù)據(jù)傳輸電路，能夠?qū)囟扔嬕何挥嫷臏y量數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)控中心進行實時監(jiān)測。17、設(shè)計一個基于ZigBee的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測土壤溫度、濕度、酸堿度等參數(shù)，并實現(xiàn)自動灌溉和施肥控制。18、在一個鏈式存儲的棧中，進行出棧操作時，如果棧為空，會發(fā)生什么情況？（）A.正常出棧，返回空值B.程序報錯C.自動添加一個默認值D.等待用戶輸入值19、設(shè)計一個基于FPGA的圖像旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進行90度、180度和270度旋轉(zhuǎn)，說明算法和硬件實現(xiàn)。20、設(shè)計一個電子密碼鎖電路，要求具有密碼設(shè)置、密碼輸入、密碼驗證和開鎖功能，密碼長度為6位數(shù)字。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）論述如何使用二分查找在一個旋轉(zhuǎn)有序數(shù)組中查找目標值。2、（本題5分）詳細闡述在圖的最短路徑算法中，如何處理動態(tài)的邊權(quán)值變化。3、（本題5分）闡述如何使用雙向鏈表實現(xiàn)數(shù)據(jù)的插入、刪除和遍歷操作，分析雙向鏈表與單向鏈表在操作上的差異和優(yōu)勢。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用廣度優(yōu)先搜索算法計算給定無向圖中兩點之間的最短路徑長度，輸出長度值。2、（本題5分）設(shè)計一個哈希表程序，能夠插入、查找和刪除元素，處理哈希沖突，用戶輸入數(shù)據(jù)進行操作并查看結(jié)果。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用堆結(jié)構(gòu)存儲一組任務(wù)的完成時間和難度系數(shù)，實現(xiàn)任務(wù)的優(yōu)先級調(diào)整。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用字典樹存儲一組單詞，判斷給定單詞是否在字典樹中，輸出判斷結(jié)果。5、（本題5分）設(shè)計一個算法，用鄰接表表示一個有向圖，判斷圖中是否存在回路。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個在線房產(chǎn)中介系統(tǒng)需要管理房源信息、房東信息、租客需求、租賃合同等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)房源的發(fā)布、租客需求的匹配、合同的簽訂和管理，能夠保障交易的安全和透明。2、（本題10分）一個停車場管理系統(tǒng)需要存儲