裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁哈爾濱應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)W》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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FPGA的數(shù)字信號濾波系統(tǒng)，支持在線參數(shù)調(diào)整和實時濾波，給出硬件設(shè)計和濾波算法優(yōu)化。2、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(zhǔn)確率。3、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字信號濾波系統(tǒng)，實現(xiàn)FIR和IIR濾波器，參數(shù)可在線調(diào)整。4、設(shè)計一個光通信收發(fā)模塊的驅(qū)動電路，能夠穩(wěn)定驅(qū)動光收發(fā)器件，給出電路設(shè)計和性能測試結(jié)果。5、設(shè)計一個基于數(shù)字電路的簡單密碼鎖系統(tǒng)，要求能夠通過輸入正確的數(shù)字密碼解鎖，密碼錯誤時有報警提示，且密碼可修改。6、設(shè)計一個太陽能充電控制器，能夠?qū)μ柲茈姵匕宓妮敵鲞M(jìn)行控制和管理，實現(xiàn)對蓄電池的有效充電和保護(hù)。7、設(shè)計一個基于鎖相環(huán)（PLL）的頻率合成器，輸出頻率范圍為100kHz至1GHz，頻率分辨率小于1kHz，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計算過程。8、設(shè)計一個音頻放大器功率擴展電路，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。9、考慮一個語音識別系統(tǒng)，需要對語音信號進(jìn)行實時處理和分析，存儲語音片段的特征信息，并能夠快速地進(jìn)行匹配和識別。對于這樣的系統(tǒng)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.循環(huán)鏈表，存儲連續(xù)的語音片段B.雙鏈表，方便前后雙向訪問語音數(shù)據(jù)C.二叉堆，快速獲取重要的語音特征D.哈希桶，快速定位特定的語音特征10、設(shè)計一個基于D/A轉(zhuǎn)換器的鋸齒波信號發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為10Hz-1kHz，幅度可調(diào)。11、設(shè)計一個基于FPGA的視頻流處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻的壓縮、傳輸和顯示，闡述硬件設(shè)計和視頻處理算法。12、快速排序是一種高效的排序算法，具有較好的平均性能。以下關(guān)于快速排序的描述，錯誤的是：（）A.快速排序通過選擇一個基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為小于和大于基準(zhǔn)元素的兩部分，然后對這兩部分分別遞歸排序B.快速排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)，但這種情況很少出現(xiàn)C.快速排序的空間復(fù)雜度主要取決于遞歸調(diào)用的?？臻g，通常為O(logn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保證相同元素的相對順序不變13、設(shè)計一個基于單片機的智能車庫照明系統(tǒng)，根據(jù)車輛進(jìn)出自動控制燈光的開啟和關(guān)閉。14、在一個算法中，需要快速找到一組數(shù)中的最大值和最小值。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合能夠以最少的比較次數(shù)完成這個任務(wù)？（）A.有序數(shù)組和遍歷B.鏈表和遍歷C.二叉搜索樹和中序遍歷D.堆和堆操作15、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理中的圖像分割算法，如閾值分割或區(qū)域生長分割，在實際圖像上進(jìn)行測試和優(yōu)化。16、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的說法，正確的是：（）A.歸并排序?qū)?shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并，合并過程比較復(fù)雜B.歸并排序在任何情況下的時間復(fù)雜度都是O(n^2)，效率較低C.歸并排序不是一種穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的順序D.歸并排序的空間復(fù)雜度較低，不需要額外的輔助空間17、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個寬帶放大器，能夠在較寬的頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)信號放大。18、設(shè)計一個直流電機調(diào)速系統(tǒng)，采用PWM控制方式，實現(xiàn)電機的平滑調(diào)速，包括電路設(shè)計和控制算法。19、隊列可以用于實現(xiàn)廣度優(yōu)先遍歷算法。在廣度優(yōu)先遍歷中，以下關(guān)于隊列的使用描述錯誤的是（）A.從起始節(jié)點開始，將其入隊B.每次取出隊頭節(jié)點，并將其未訪問的鄰接節(jié)點入隊C.直到隊列為空，遍歷結(jié)束D.隊列中的節(jié)點順序與遍歷順序無關(guān)20、在一個循環(huán)隊列中，隊頭指針front指向隊頭元素的前一個位置，隊尾指針rear指向隊尾元素，若隊列的最大容量為m，那么判斷隊列為滿的條件是？（）A.(rear+1)%m==frontB.rear==frontC.rear+1==frontD.(rear-front+m)%m==021、設(shè)計一個基于FPGA的高速數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，支持SATA或NVMe接口，給出硬件設(shè)計和性能測試。22、設(shè)計一個數(shù)字頻率合成器擴展電路，能夠增加頻率合成器的輸出頻率范圍和精度，并且具有相位調(diào)制功能。23、設(shè)計一個射頻識別系統(tǒng)中的防碰撞算法實現(xiàn)方案，分析算法的效率和系統(tǒng)響應(yīng)時間。24、設(shè)計一個光纖通信系統(tǒng)中的光發(fā)射機和接收機，確定合適的光源和探測器，計算系統(tǒng)的傳輸距離和帶寬。25、設(shè)計一個集成電路封裝結(jié)構(gòu)，滿足散熱、電氣性能和機械強度等要求，進(jìn)行封裝的可靠性分析。26、設(shè)計一個基于單片機的智能電表系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測量電能消耗，支持遠(yuǎn)程抄表和欠費報警功能。27、設(shè)計一個簡單的數(shù)字通信系統(tǒng)的同步模塊，實現(xiàn)位同步、幀同步等功能，闡述同步模塊的設(shè)計和性能測試。28、設(shè)計一個音頻功率放大器，要求在8Ω負(fù)載下輸出功率不小于50W，總諧波失真小于0.5%，給出電路設(shè)計和調(diào)試方案。29、設(shè)計一個基于單片機的電子秤系統(tǒng)，能夠測量0-10kg的物體重量，精度達(dá)到1g。30、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇中，需要考慮時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度和操作的便捷性等因素。以下情況中，優(yōu)先選擇數(shù)組而不是鏈表的是（）A.頻繁進(jìn)行插入和刪除操作B.事先不知道數(shù)據(jù)的規(guī)模大小C.需要快速隨機訪問元素D.內(nèi)存空間有限二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線教育平臺需要對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、課程選擇和學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行管理。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，以便能夠快速地查詢學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、分析課程的受歡迎程度，并為學(xué)生推薦合適的課程。2、（本題5分）某在線考試系統(tǒng)的自動判卷功能需要記錄題目信息、考生答案和標(biāo)準(zhǔn)答案。題目信息包括題目ID、題目內(nèi)容、分值，考生答案包括考生ID、題目ID、答案內(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)答案包括題目ID、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)自動判卷，能夠快速對比考生答案和標(biāo)準(zhǔn)答案、計算考生得分，并統(tǒng)計題目得分率。3、（本題5分）在一個大型企業(yè)的項目管理系統(tǒng)中，需要記錄項目信息、任務(wù)分配和進(jìn)度情況。項目信息包括項目ID、項目名稱、負(fù)責(zé)人、開始時間、結(jié)束時間，任務(wù)分配包括任務(wù)ID、項目ID、責(zé)任人、任務(wù)描述，進(jìn)度情況包括任務(wù)ID、完成百分比、更新時間。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理項目數(shù)據(jù)，實現(xiàn)項目的查詢、任務(wù)的跟蹤、進(jìn)度的更新，并生成項目進(jìn)度報告。4、（本題5分）一個電商網(wǎng)站的推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史和購買行為為用戶推薦相關(guān)商品。用戶的行為數(shù)據(jù)以字符串的形式存儲，使用后綴樹來處理這些數(shù)據(jù)。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查找具有相似瀏覽歷史的用戶；（2）根據(jù)用戶的當(dāng)前瀏覽行為預(yù)測可能感興趣的商品；（3）更新用戶的行為數(shù)據(jù)；（4）處理大量用戶數(shù)據(jù)時，如何優(yōu)化后綴樹的性能。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）一個快遞物流跟蹤系統(tǒng)需要存儲快遞單號、發(fā)件人、收件人、收件地址、當(dāng)前位置、預(yù)計到達(dá)時間等信息。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定快遞單號的信息、按照預(yù)計到達(dá)時間對快遞進(jìn)行排序、新增快遞單號、更新快遞的當(dāng)前位置。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)描述算法和代碼實現(xiàn)，同時考慮性能優(yōu)化。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是雙端隊列，并說明其與普通隊列和棧的區(qū)別。2、（本題5分）對于一個用鏈表實現(xiàn)的隊列，如何實現(xiàn)循環(huán)隊列的擴容操作，給出算法思路和代碼實現(xiàn)。3、（本題5分）什么是二叉搜索樹的旋轉(zhuǎn)操作？在什么情況下需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作？請詳細(xì)說明。4、（本題5分）說明二叉樹的遍歷算法中，