裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)貴陽(yáng)人文科技學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（C描述）》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)一二三四總分得分批閱人一、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)簡(jiǎn)單的光通信收發(fā)模塊，工作波長(zhǎng)為850nm，傳輸速率為1Gbps，說(shuō)明模塊的組成和關(guān)鍵技術(shù)。2、基于通信協(xié)議棧設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信模塊，支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和處理。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)通信接口，支持PCIe或以太網(wǎng)接口，給出硬件設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。4、在圖的應(yīng)用中，最小生成樹是一個(gè)重要的概念。關(guān)于最小生成樹的算法，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.Prim算法和Kruskal算法都可以用于求解最小生成樹B.Prim算法從一個(gè)頂點(diǎn)開(kāi)始，逐步擴(kuò)展生成樹C.Kruskal算法按照邊的權(quán)值從小到大選擇邊來(lái)構(gòu)建生成樹D.最小生成樹是唯一的，無(wú)論使用哪種算法得到的結(jié)果都相同5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信中的正交幅度調(diào)制（QAM）信號(hào)生成和解調(diào)系統(tǒng)，分析調(diào)制性能。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的水質(zhì)硬度檢測(cè)系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確地檢測(cè)水質(zhì)硬度。7、棧是一種特殊的線性表，具有特定的操作規(guī)則。以下關(guān)于棧的特點(diǎn)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.棧遵循先進(jìn)后出的原則B.棧的插入和刪除操作只能在棧頂進(jìn)行C.可以用數(shù)組或鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)棧D.棧中的元素必須按照從小到大的順序排列8、考慮一個(gè)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，需要對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析，存儲(chǔ)語(yǔ)音片段的特征信息，并能夠快速地進(jìn)行匹配和識(shí)別。對(duì)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(chǔ)連續(xù)的語(yǔ)音片段B.雙鏈表，方便前后雙向訪問(wèn)語(yǔ)音數(shù)據(jù)C.二叉堆，快速獲取重要的語(yǔ)音特征D.哈希桶，快速定位特定的語(yǔ)音特征9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的儀表放大器，具有高共模抑制比和高增益，用于測(cè)量小信號(hào)。10、對(duì)于一個(gè)棧，進(jìn)行入棧和出棧操作時(shí)，如果棧頂指針top初始值為-1，當(dāng)進(jìn)行了一系列操作后，top的值為0，此時(shí)棧的狀態(tài)是？（）A.棧為空B.棧中只有一個(gè)元素C.棧已滿D.棧出錯(cuò)11、當(dāng)處理一個(gè)動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)和收縮的數(shù)據(jù)集合時(shí)，例如一個(gè)不斷有元素插入和刪除的集合，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在空間利用和操作效率上可能表現(xiàn)更優(yōu)（）A.數(shù)組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，根據(jù)交通流量和環(huán)境光照自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)貨架系統(tǒng)，能夠自動(dòng)存取貨物并進(jìn)行庫(kù)存管理。14、設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，能夠提供穩(wěn)定的輸出電壓，具有過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù)功能，給出電路設(shè)計(jì)和性能測(cè)試分析。15、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線充電器，能夠?yàn)槭謾C(jī)等設(shè)備進(jìn)行無(wú)線充電，給出充電器的電路原理和設(shè)計(jì)參數(shù)。16、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的鋰電池充電管理系統(tǒng)，能夠?qū)︿囯姵剡M(jìn)行恒流恒壓充電，充電終止電壓為4.2V，充電電流可調(diào)節(jié)。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的音頻降噪耳機(jī)系統(tǒng)，有效降低環(huán)境噪聲對(duì)音頻的干擾。18、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)、變速器和車身電子設(shè)備的控制和通信，說(shuō)明總線協(xié)議和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。19、在一個(gè)實(shí)時(shí)交通監(jiān)控系統(tǒng)中，需要快速更新道路的擁堵?tīng)顟B(tài)，并能夠查詢某條道路的當(dāng)前狀態(tài)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.二叉平衡樹，能夠保持平衡，查找和更新效率較高，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜B.跳表，通過(guò)多層索引提高查找和更新效率，實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單C.線段樹，常用于區(qū)間查詢和更新，但對(duì)于單個(gè)元素的操作相對(duì)復(fù)雜D.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹，保證了較好的性能20、假設(shè)在一個(gè)資源分配系統(tǒng)中，有多個(gè)資源請(qǐng)求同時(shí)到達(dá)，系統(tǒng)需要根據(jù)資源的可用性和請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分配。為了有效地管理資源和請(qǐng)求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以幫助實(shí)現(xiàn)高效的分配策略？（）A.集合B.映射C.鏈表集合D.樹狀數(shù)組21、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法。假設(shè)一個(gè)數(shù)組的初始狀態(tài)接近有序，以下關(guān)于冒泡排序的性能，哪個(gè)描述是準(zhǔn)確的（）A.時(shí)間復(fù)雜度仍然是O(n^2)，效率低下B.時(shí)間復(fù)雜度接近O(n)，性能較好C.會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為更高效的排序算法D.無(wú)法確定其性能22、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。23、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的接收模塊，能夠接收并解析衛(wèi)星信號(hào)，計(jì)算定位信息，評(píng)估定位精度。24、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)。25、設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的小型路由器，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，配置相關(guān)路由協(xié)議。26、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)，支持多種數(shù)字調(diào)制方式（如8PSK、64QAM等）。27、鏈表是一種常見(jiàn)的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，相比順序存儲(chǔ)，鏈表在插入和刪除操作上具有優(yōu)勢(shì)。在單向鏈表中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)域和指針域。如果要在鏈表的中間位置插入一個(gè)新節(jié)點(diǎn)，需要找到插入位置的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)。以下關(guān)于在單向鏈表中查找插入位置前一個(gè)節(jié)點(diǎn)的描述，正確的是：（）A.時(shí)間復(fù)雜度為O(1)B.時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)C.時(shí)間復(fù)雜度為O(n)D.時(shí)間復(fù)雜度與鏈表長(zhǎng)度無(wú)關(guān)28、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的圖像去噪系統(tǒng)，能夠有效去除圖像中的噪聲，同時(shí)保持圖像細(xì)節(jié)。29、基于通信中的同步技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信接收系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確接收和同步。30、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻播放器電路，能夠播放MP3、WAV等格式的音頻文件，具有音量調(diào)節(jié)、播放/暫停、上一曲/下一曲等功能。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某在線考試系統(tǒng)的自動(dòng)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?jī)?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(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判卷，能夠快速對(duì)比考生答案和標(biāo)準(zhǔn)答案、計(jì)算考生得分，并統(tǒng)計(jì)題目得分率。2、（本題5分）某網(wǎng)約車平臺(tái)需要根據(jù)乘客的出發(fā)地和目的地，快速匹配附近的司機(jī)。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)高效的訂單匹配和行程規(guī)劃。3、（本題5分）某電商倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)貨物的種類、數(shù)量、存放位置和入庫(kù)出庫(kù)時(shí)間等信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)貨物信息，支持貨物的入庫(kù)、出庫(kù)、盤點(diǎn)和庫(kù)存查詢操作，并能夠根據(jù)貨物的入庫(kù)時(shí)間和保質(zhì)期進(jìn)行優(yōu)先出庫(kù)處理。4、（本題5分）一個(gè)在線健身平臺(tái)需要管理用戶的健身計(jì)劃、運(yùn)動(dòng)記錄、飲食記錄和身體指標(biāo)等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持健身計(jì)劃的制定和修改，運(yùn)動(dòng)和飲食記錄的錄入，身體指標(biāo)的測(cè)量和分析，并能夠根據(jù)用戶數(shù)據(jù)提供個(gè)性化的健身建議和目標(biāo)設(shè)定。5、（本題5分）某酒店的客房預(yù)訂系統(tǒng)需要管理客房信息，包含客房編號(hào)、房型、價(jià)格、入住狀態(tài)、預(yù)訂客人姓名等。系統(tǒng)要支持快速查找特定客房、按照價(jià)格對(duì)客房進(jìn)行排序、新增客房預(yù)訂、取消預(yù)訂以及修改客房的入住狀態(tài)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供完整的代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。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)闡述在圖的最短路徑算法中，如何處理動(dòng)態(tài)的邊權(quán)值變化。2、（本題5分）闡述如何在一個(gè)鏈表中實(shí)現(xiàn)快速選擇的并行算法，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其性能提升和資源消耗。3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)用鏈表實(shí)現(xiàn)的棧，解釋其入棧和出棧操作的基本原理，并說(shuō)明在什么情況下可能會(huì)出現(xiàn)棧溢出或棧下溢的情況。4、（本題5分）解釋在一個(gè)帶權(quán)有向圖中，如何使用迪杰斯特拉算法求解單源最短路徑問(wèn)題。5、（本題5分）闡