裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)A》

2022-2023學(xué)年第一學(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的數(shù)字通信收發(fā)系統(tǒng)，支持常見的通信協(xié)議，如UART、SPI等。2、在圖的存儲(chǔ)和遍歷中，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷可以用于判斷圖是否連通。以下關(guān)于連通性判斷的敘述中，不正確的是（）A.如果從某個(gè)頂點(diǎn)出發(fā)能夠遍歷到圖中的所有頂點(diǎn)，則圖是連通的B.對(duì)于無(wú)向圖，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的結(jié)果相同，都能判斷連通性C.對(duì)于有向圖，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的結(jié)果可能不同，需要綜合判斷連通性D.無(wú)論圖的存儲(chǔ)方式如何，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷判斷連通性的時(shí)間復(fù)雜度相同3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Arduino的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度，為植物生長(zhǎng)提供最佳環(huán)境。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的語(yǔ)音合成系統(tǒng)，能夠?qū)⑽谋巨D(zhuǎn)換為自然流暢的語(yǔ)音，提供算法實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字移相器，能夠?qū)崿F(xiàn)0至180度的連續(xù)相移，相移精度為0.1度，給出電路結(jié)構(gòu)和控制方法。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字邏輯的電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上下運(yùn)行、樓層?？亢统貓?bào)警等功能。7、設(shè)計(jì)一個(gè)LED調(diào)光電路，能夠調(diào)節(jié)LED燈的亮度，調(diào)光范圍為0%到100%，并且具有記憶功能。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表抄表系統(tǒng)，支持遠(yuǎn)程抄表和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。9、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器電路，能夠放大輸入的音頻信號(hào)，輸出功率在10W以上，并且具有音量調(diào)節(jié)功能。10、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星通信車載終端的收發(fā)系統(tǒng)，能夠在移動(dòng)中保持穩(wěn)定的通信連接。11、哈夫曼樹是一種特殊的帶權(quán)路徑長(zhǎng)度最短的二叉樹，在數(shù)據(jù)壓縮等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。以下關(guān)于哈夫曼樹的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.哈夫曼樹的構(gòu)建過(guò)程基于貪心算法，每次選擇權(quán)值最小的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)合并B.通過(guò)哈夫曼樹可以為字符編碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效壓縮C.哈夫曼樹的帶權(quán)路徑長(zhǎng)度是所有葉子節(jié)點(diǎn)的權(quán)值乘以路徑長(zhǎng)度之和D.不同的字符集和權(quán)值分布會(huì)得到相同的哈夫曼樹結(jié)構(gòu)12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM處理器的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和智能調(diào)節(jié)，說(shuō)明系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)μ囟ǖ恼Z(yǔ)音指令進(jìn)行識(shí)別和響應(yīng)，分析其識(shí)別準(zhǔn)確率和實(shí)時(shí)性。14、快速排序是一種高效的排序算法，它采用分治的思想。在快速排序中，選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為兩部分，使得左邊部分的元素都小于等于基準(zhǔn)元素，右邊部分的元素都大于等于基準(zhǔn)元素。以下關(guān)于快速排序的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.快速排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)B.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法C.快速排序的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)D.快速排序的空間復(fù)雜度為O(logn)15、二叉搜索樹是一種特殊的二叉樹，具有特定的性質(zhì)。對(duì)于二叉搜索樹的特點(diǎn)和操作，以下說(shuō)法錯(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B.右子樹上所有節(jié)點(diǎn)的值均大于根節(jié)點(diǎn)的值C.插入和查找操作的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)D.二叉搜索樹一定是完全二叉樹16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字濾波器，能夠?qū)斎氲臄?shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波處理，如低通、高通、帶通等，闡述硬件實(shí)現(xiàn)過(guò)程和仿真結(jié)果。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于超聲波傳感器的距離測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量物體與傳感器之間的距離，并顯示測(cè)量結(jié)果。18、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器電路，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號(hào)進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CAN總線的汽車電子控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、制動(dòng)系統(tǒng)等部件的監(jiān)測(cè)和控制。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，并通過(guò)控制加熱或制冷設(shè)備將溫度穩(wěn)定在設(shè)定值的±1℃范圍內(nèi)。21、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，測(cè)量范圍為0至50V，精度為0.1V，采用ADC芯片實(shí)現(xiàn)，說(shuō)明硬件電路和軟件算法。22、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。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC的電壓測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量范圍為0-10V，精度為0.01V，通過(guò)數(shù)碼管顯示測(cè)量結(jié)果。24、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低功耗和Wi-Fi的雙模通信模塊，實(shí)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。25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，能夠采集環(huán)境溫度、濕度和光照等信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到手機(jī)終端，說(shuō)明節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和軟件流程。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述后綴樹的空間優(yōu)化方法和實(shí)際應(yīng)用中的考慮因素。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個(gè)鏈表中刪除所有值為給定值的節(jié)點(diǎn)。3、（本題5分）論述隊(duì)列的先進(jìn)先出特性，以及如何通過(guò)循環(huán)隊(duì)列實(shí)現(xiàn)高效的存儲(chǔ)和操作。4、（本題5分）解釋二叉樹的前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷的概念，分別給出三種遍歷的算法步驟，并舉例說(shuō)明如何通過(guò)遍歷結(jié)果還原二叉樹。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)算法，用鄰接矩陣表示一個(gè)無(wú)向圖，判斷圖中是否存在歐拉路徑。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈夫曼編碼系統(tǒng)，對(duì)給定的一段文本進(jìn)行編碼和解碼，輸出編碼后的二進(jìn)制字符串和解碼后的文本。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在二叉搜索樹中查找所有大于給定值的節(jié)點(diǎn)，輸出節(jié)點(diǎn)值。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用循環(huán)隊(duì)列存儲(chǔ)快遞包裹的信息，實(shí)現(xiàn)包裹的分揀和派送管理。5、（本題5分）使用雙向鏈表和隊(duì)列的結(jié)合，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，模擬實(shí)現(xiàn)超市收銀臺(tái)的排隊(duì)結(jié)賬系統(tǒng)。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10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(wú)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(guò)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。2、（本題10分）一家在線醫(yī)療平臺(tái)需要管理患者的病歷信息、診斷結(jié)果和治療方案。病歷信息包括患者ID、基本信息、癥狀描述，診斷結(jié)果包括診斷ID、患者ID、診斷結(jié)論，治療方案包括方案ID、患者ID、治療步驟。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些醫(yī)療數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)患者信息的快速查詢、診斷結(jié)果的對(duì)比分析、治療方案的跟蹤，并保障數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。3、（本題10分）一個(gè)