裝訂線裝訂線PAGE2第2頁(yè)，共2頁(yè)重慶電信職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2023-2024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)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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)具有故障診斷功能的電源系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電源狀態(tài)并診斷故障，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和診斷算法。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙Mesh技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)燈具的分組控制和場(chǎng)景切換。3、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線遙控系統(tǒng)，控制距離不小于50米，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制，說(shuō)明系統(tǒng)組成和編碼方式。4、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)差錯(cuò)控制編碼的仿真模型，分析不同編碼方式在不同信道條件下的性能。5、設(shè)計(jì)一個(gè)用于雷達(dá)測(cè)距的收發(fā)電路，能夠測(cè)量目標(biāo)距離并顯示，給出射頻電路設(shè)計(jì)和信號(hào)處理算法。6、對(duì)于有向圖，其拓?fù)渑判蚴且环N重要的操作。以下關(guān)于拓?fù)渑判虻拿枋觯e(cuò)誤的是（）A.結(jié)果不一定唯一B.可以用于判斷有向圖是否存在環(huán)C.若存在環(huán)，則無(wú)法進(jìn)行拓?fù)渑判駾.拓?fù)渑判虻慕Y(jié)果是一個(gè)有序的節(jié)點(diǎn)序列，反映了節(jié)點(diǎn)之間的先后關(guān)系7、對(duì)一組數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，以下哪種排序算法在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度最低？（）A.冒泡排序B.插入排序C.選擇排序D.歸并排序8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)放的差分放大器電路，增益為50倍，共模抑制比不小于100dB，輸入阻抗不小于100kΩ。9、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)緩存系統(tǒng)，當(dāng)緩存滿時(shí)需要?jiǎng)h除最近最少使用的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持這種操作？（）A.鏈表B.哈希表C.棧D.LRU緩存（使用雙向鏈表和哈希表）10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像的邊緣檢測(cè)和增強(qiáng)功能，給出硬件設(shè)計(jì)和仿真結(jié)果。11、設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器，采用橢圓濾波器設(shè)計(jì)，截止頻率為200Hz，通帶波紋和阻帶衰減滿足特定要求，給出電路參數(shù)和性能分析。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的正弦波振蕩器，能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的正弦波信號(hào)，頻率和幅度可調(diào)。13、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整大小的有序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且支持高效的插入、刪除和查找操作，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.平衡二叉搜索樹(shù)，如AVL樹(shù)或紅黑樹(shù)，能保持平衡，操作效率高B.鏈表，插入和刪除方便，但查找效率低C.數(shù)組，動(dòng)態(tài)調(diào)整大小復(fù)雜，且插入和刪除操作可能導(dǎo)致大量元素移動(dòng)D.棧，不符合有序和動(dòng)態(tài)調(diào)整的要求14、運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻均衡器，用戶可以根據(jù)自己的喜好調(diào)整不同頻段的音量。15、設(shè)計(jì)一個(gè)圖像處理中的顏色空間轉(zhuǎn)換模塊，能夠在不同顏色模型之間進(jìn)行準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，進(jìn)行誤差分析。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的數(shù)據(jù)寫入和讀取，給出硬件設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)性能測(cè)試。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像壓縮系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進(jìn)行有損壓縮，壓縮比不小于10:1。18、在選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮多種因素。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇的考慮因素，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.數(shù)據(jù)的規(guī)模和操作的頻繁程度會(huì)影響數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇B.對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)方式（如隨機(jī)訪問(wèn)、順序訪問(wèn)）也是選擇的重要因素C.空間效率通常比時(shí)間效率更重要，應(yīng)優(yōu)先考慮節(jié)省存儲(chǔ)空間D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性和靈活性在某些情況下也需要納入考慮19、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信中的多載波調(diào)制（OFDM）系統(tǒng)，分析峰均比和抗多徑性能。20、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(guò)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21、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字鎖相放大器，能夠從噪聲中提取微弱信號(hào)，給出電路設(shè)計(jì)和性能指標(biāo)。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的時(shí)間段和車流量自動(dòng)調(diào)整信號(hào)燈的時(shí)長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)智能化交通控制。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙4.2技術(shù)的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)（如步數(shù)、距離、消耗卡路里等）和睡眠質(zhì)量。24、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)一款低功耗的數(shù)字時(shí)鐘芯片，具備時(shí)分秒顯示、定時(shí)功能以及低電壓工作模式。25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈的亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。26、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線遙控器智能學(xué)習(xí)電路，能夠?qū)W習(xí)其他遙控器的編碼，實(shí)現(xiàn)一個(gè)遙控器控制多個(gè)設(shè)備。27、設(shè)計(jì)一個(gè)用于智能手機(jī)的充電管理電路，支持快充和普通充電模式，具備過(guò)壓、過(guò)流和過(guò)熱保護(hù)功能，闡述電路原理和芯片選型。28、隊(duì)列也是一種特殊的線性表，遵循先進(jìn)先出的原則。在實(shí)際應(yīng)用中，隊(duì)列常用于（）A.操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度B.圖的廣度優(yōu)先搜索算法C.緩存數(shù)據(jù)的管理D.以上都是29、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)充電樁控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車的充電管理和保護(hù)功能。30、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)密碼鎖控制系統(tǒng)，通過(guò)輸入正確的密碼實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖，具有錯(cuò)誤輸入報(bào)警功能。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某高校的課程管理系統(tǒng)需要對(duì)課程的選課信息進(jìn)行處理。選課信息包括課程編號(hào)、課程名稱、授課教師、選課學(xué)生名單等。這些信息以隊(duì)列和棧的組合形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）按照選課先后順序輸出選課學(xué)生名單；（2）撤銷某個(gè)學(xué)生的選課；（3）統(tǒng)計(jì)每門課程的選課人數(shù)；（4）調(diào)整選課順序，將優(yōu)先選課的學(xué)生排在前面。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）某電商直播平臺(tái)需要記錄主播的信息、直播時(shí)間、商品銷售數(shù)據(jù)和觀眾互動(dòng)情況。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)支持平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)分析和主播管理。3、（本題5分）一個(gè)在線論壇需要管理帖子的主題、內(nèi)容、作者、發(fā)布時(shí)間和回復(fù)信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)組織這些數(shù)據(jù)，方便用戶瀏覽、搜索和回復(fù)帖子。4、（本題5分）一個(gè)在線訂餐平臺(tái)的廚房管理系統(tǒng)需要記錄菜品制作進(jìn)度、廚師分配和出餐時(shí)間。菜品制作進(jìn)度包括進(jìn)度ID、菜品ID、制作階段、完成時(shí)間，廚師分配包括分配ID、菜品ID、廚師ID，出餐時(shí)間包括出餐ID、菜品ID、時(shí)間。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理廚房數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)菜品制作的監(jiān)控、廚師工作的合理安排、出餐時(shí)間的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，并優(yōu)化廚房工作流程。5、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)需要記錄學(xué)生的成績(jī)信息，包括學(xué)生學(xué)號(hào)、姓名、課程名稱、成績(jī)等。系統(tǒng)要支持快速查找特定學(xué)生的某門課程成績(jī)、按照成績(jī)對(duì)學(xué)生進(jìn)行排名、新增學(xué)生成績(jī)記錄、刪除學(xué)生成績(jī)記錄以及修改成績(jī)。請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述如何實(shí)現(xiàn)這些功能，包括算法和代碼，以及性能的考量。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)有序鏈表中查找兩個(gè)節(jié)點(diǎn)值之和等于給定值的節(jié)點(diǎn)對(duì)。2、（本題5分）詳細(xì)闡述B樹(shù)中如何處理節(jié)點(diǎn)的刪除導(dǎo)致下溢的情況。3、（本題5分）解釋如何對(duì)一個(gè)二叉樹(shù)進(jìn)行層次遍歷，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼。4、（本題5分）詳細(xì)論述在利用堆進(jìn)行優(yōu)先隊(duì)列操作時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)插入元素和取出最大（?。┰氐墓δ埽⒎治銎鋾r(shí)間復(fù)雜度。5、（本題5分）