站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁江南大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C1》

2021-2022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個小題，每小題1分，共30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ZigBee技術(shù)的無線智能家居安防系統(tǒng)，能夠檢測門窗入侵、煙霧和燃氣泄漏等情況，并及時報警，說明系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。2、設(shè)計一個太陽能路燈控制器智能管理與節(jié)能優(yōu)化電路，能夠?qū)崿F(xiàn)路燈的智能管理和節(jié)能優(yōu)化，提高能源利用效率。3、設(shè)計一個基于51單片機的電子時鐘，具有時分秒顯示、設(shè)置和鬧鐘功能，給出硬件電路和程序代碼。4、設(shè)計一個具有自動切換功能的電源系統(tǒng)，能夠在市電和備用電源之間自動切換，保證設(shè)備的正常供電，包括電路設(shè)計和控制邏輯。5、設(shè)計一個用于智能音箱的語音處理模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)語音喚醒、識別和合成，給出系統(tǒng)架構(gòu)和算法實現(xiàn)。6、設(shè)計一個基于霍爾傳感器的電流測量電路，能夠測量0-10A的直流電流，精度達到0.1A。7、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，棧和隊列常用于表達式求值。假設(shè)我們要計算一個算術(shù)表達式的值。以下關(guān)于表達式求值的描述，哪一項是不準確的？（）A.中綴表達式轉(zhuǎn)換為后綴表達式后，使用?？梢苑奖愕剡M行求值計算B.后綴表達式求值時，遇到操作數(shù)入棧，遇到操作符則對棧頂元素進行相應(yīng)運算C.棧在表達式求值中主要用于保存操作數(shù)和中間結(jié)果D.無論表達式的復(fù)雜程度如何，使用棧和隊列進行求值的效率都是相同的8、設(shè)計一個基于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，給出硬件描述和測試方法。9、設(shè)計一個基于模擬積分器的積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），分析其轉(zhuǎn)換精度和速度。10、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索是兩種基本方法。以下關(guān)于深度優(yōu)先搜索的描述，不正確的是（）A.采用棧來實現(xiàn)B.可能會出現(xiàn)重復(fù)訪問節(jié)點的情況C.對于連通圖，能遍歷到所有節(jié)點D.可以用于求解圖的連通分量11、基于通信編碼技術(shù)設(shè)計一個糾錯編碼系統(tǒng)，能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進行編碼和糾錯，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?2、設(shè)計一個帶通濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-2kHz。13、設(shè)計一個基于STM32的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的控制，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件編程。14、設(shè)計一個程控交換系統(tǒng)中的呼叫處理模塊，實現(xiàn)呼叫的建立、保持和釋放功能，考慮信令交互和資源管理。15、哈希表的裝填因子越大，發(fā)生沖突的可能性就越大。假設(shè)一個哈希表的容量為10，當前存儲了8個元素，裝填因子是多少？（）A.0.8B.0.2C.8D.216、設(shè)計一個基于數(shù)字邏輯的搶答器系統(tǒng)，能夠準確判斷多個選手的搶答順序，并進行顯示和報警。17、設(shè)計一個紅外遙控系統(tǒng)，能夠通過遙控器對設(shè)備進行開、關(guān)、音量調(diào)節(jié)等操作，遙控距離不小于5米。18、設(shè)計一個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的衛(wèi)星軌道參數(shù)計算和預(yù)測模塊，分析軌道精度。19、在一個需要對一組數(shù)據(jù)進行去重操作的場景中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地實現(xiàn)這個功能？（）A.集合，自動去除重復(fù)元素B.數(shù)組，需要額外的算法進行去重C.鏈表，去重操作復(fù)雜且效率低D.棧，不適合進行去重操作20、設(shè)計一個基于藍牙低功耗和Wi-Fi的雙模通信模塊，實現(xiàn)靈活的通信方式選擇，描述模塊的硬件組成和通信協(xié)議。21、設(shè)計一個簡單的數(shù)字時鐘電路，要求能夠顯示小時、分鐘和秒，并且具有設(shè)置時間和鬧鐘功能。22、設(shè)計一個基于數(shù)字電位器的燈光亮度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光亮度的平滑調(diào)節(jié)和記憶功能。23、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理器（DSP）的實時圖像處理系統(tǒng)，能夠快速處理視頻流中的圖像。24、設(shè)計一個高速光纖通信系統(tǒng)，傳輸速率達到100Gbps，說明系統(tǒng)組成和關(guān)鍵器件選型。25、設(shè)計一個基于PLC的自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個工位的順序控制、邏輯控制和故障診斷，提供控制程序和I/O分配表。26、設(shè)計一個基于音頻DAC的音頻播放系統(tǒng)，支持高保真音頻輸出，采樣率不低于44.1kHz。27、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的關(guān)系緊密相連。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法關(guān)系的描述，不正確的是：（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是算法的基礎(chǔ)，算法依賴于特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B.不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用于實現(xiàn)相同的算法，效果可能不同C.算法的設(shè)計和選擇會影響數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的使用和效率D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是相互獨立的，沒有關(guān)聯(lián)28、設(shè)計一個基于光電傳感器的自動門控制系統(tǒng)，當有人靠近時自動開門，一段時間后自動關(guān)門。29、設(shè)計一個音頻功率放大器的散熱系統(tǒng)，保證放大器在高功率輸出時的穩(wěn)定工作，給出散熱系統(tǒng)的設(shè)計和熱分析。30、設(shè)計一個基于D/A轉(zhuǎn)換器的方波信號發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為100Hz-10kHz，占空比可調(diào)。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某在線考試的監(jiān)考系統(tǒng)需要實時監(jiān)控考生的答題狀態(tài)、行為異常和交卷時間。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，保障考試的公平公正和順利進行。2、（本題5分）在一個物流配送系統(tǒng)中，需要記錄每個訂單的詳細信息，包括訂單號、客戶信息、商品清單、配送地址、預(yù)計送達時間等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲訂單信息，實現(xiàn)訂單的添加、刪除、查找和更新操作，并能夠根據(jù)配送地址和預(yù)計送達時間進行高效的排序和查詢。3、（本題5分）某城市的智能停車系統(tǒng)需要記錄停車場的位置、車位數(shù)量、占用情況和收費信息。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，幫助用戶快速找到空閑車位并計算停車費用。4、（本題5分）假設(shè)一個視頻網(wǎng)站需要存儲大量的視頻信息和用戶的觀看記錄，視頻信息包括視頻ID、視頻名稱、時長、上傳者、分類等，觀看記錄包括用戶ID、視頻ID、觀看時間、觀看進度等。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理這些數(shù)據(jù)，能夠快速查找視頻、推薦相關(guān)視頻、統(tǒng)計視頻的觀看次數(shù)，并分析用戶的觀看偏好。5、（本題5分）某電商平臺的庫存管理系統(tǒng)需要實時監(jiān)控商品庫存數(shù)量，當庫存低于閾值時自動補貨。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實現(xiàn)庫存的準確管理和及時補貨。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述如何在一個帶權(quán)圖中使用貝爾曼-福特算法求解單源最短路徑問題。2、（本題5分）詳細說明如何在一個具有n個元素的隊列中，實現(xiàn)元素的循環(huán)移位，并分析其時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）簡述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的定義、特點及基本操作，并舉例說明棧在實際中的應(yīng)用。4、（本題5分）什么是二叉搜索樹的刪除操