自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第2頁，共2頁成都理工大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法綜合設(shè)計》

2023-2024學(xué)年第一學(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一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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)計一個基于數(shù)字信號處理器（DSP）的語音信號處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)語音的采集、濾波、編碼和傳輸功能。2、設(shè)計一個無線通信系統(tǒng)中的抗衰落接收電路，能夠有效應(yīng)對多徑衰落，提高信號接收質(zhì)量，并進行性能測試。3、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。關(guān)于冒泡排序的原理和特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.冒泡排序通過反復(fù)比較相鄰的元素并交換位置，將最大的元素逐步“冒泡”到數(shù)組的末尾B.冒泡排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)，在最好情況下的時間復(fù)雜度為O(n)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法，即相同元素的相對順序在排序前后保持不變D.冒泡排序的空間復(fù)雜度為O(n)，需要額外的輔助空間來完成排序4、設(shè)計一個音頻混音器，能夠?qū)⒍鄠€音頻輸入信號進行混合，并調(diào)節(jié)各通道的音量，給出電路設(shè)計和混音算法。5、在字符串匹配算法中，KMP算法是一種高效的算法，以下關(guān)于KMP算法的描述，不正確的是：（）A.KMP算法通過利用已經(jīng)匹配的部分信息，避免了不必要的回溯，提高了匹配效率B.KMP算法的時間復(fù)雜度主要取決于模式串的長度，與主串的長度無關(guān)C.KMP算法的核心是計算模式串的next數(shù)組，用于確定匹配失敗時的移動位置D.KMP算法在任何情況下的性能都優(yōu)于樸素的字符串匹配算法6、設(shè)計一個基于模擬移相器的相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號相位的連續(xù)調(diào)節(jié)。7、設(shè)計一個程控衰減器，衰減量可在0至60dB范圍內(nèi)程控調(diào)節(jié)，精度為1dB，給出電路實現(xiàn)和控制邏輯。8、在一個具有n個節(jié)點的二叉樹中，若每個節(jié)點的度均不超過2，則該二叉樹中葉子節(jié)點的數(shù)量至少為：（）A.n/2B.(n+1)/2C.n-1D.n9、設(shè)計一個基于藍牙的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測心率、運動步數(shù)和睡眠質(zhì)量，并通過手機APP顯示，描述硬件和軟件設(shè)計。10、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個數(shù)字頻率合成器，能夠產(chǎn)生高精度、高穩(wěn)定性的頻率信號。11、設(shè)計一個基于PLC的自動化生產(chǎn)線物流輸送系統(tǒng)，實現(xiàn)物料的自動搬運、存儲和配送。12、在一個編譯器的符號表實現(xiàn)中，需要存儲變量名、類型、作用域等信息，并能夠快速查找、插入和刪除符號。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.紅黑樹，平衡的搜索結(jié)構(gòu)B.鏈表，動態(tài)操作方便C.棧，后進先出管理符號D.隊列，先進先出處理符號13、設(shè)計一個音頻功率放大器，要求在8Ω負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。14、設(shè)計一個基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測環(huán)境溫度，并通過控制加熱或制冷設(shè)備將溫度穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，要求精度為±1℃，并給出硬件電路設(shè)計和軟件編程思路。15、設(shè)計一個高速串行通信系統(tǒng)，采用PCIe接口，傳輸速率達到10Gbps，說明硬件實現(xiàn)和協(xié)議棧。16、設(shè)計一個太陽能充電器擴展電路，能夠提高太陽能充電器的充電效率和輸出功率，并且具有智能充電功能。17、在一個圖的表示和處理中，如果圖的邊數(shù)相對較少，并且需要快速判斷兩個頂點之間是否存在邊，以下哪種圖的存儲結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的？（）A.鄰接矩陣，直觀表示頂點之間的關(guān)系B.鄰接表，節(jié)省存儲空間C.十字鏈表，方便進行頂點和邊的操作D.邊集數(shù)組，集中存儲邊的信息18、考慮到一個在線游戲的排行榜系統(tǒng)，需要根據(jù)玩家的得分實時更新排名，并能夠快速獲取前幾名玩家的信息。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠有效地支持排名的動態(tài)更新和高效查詢？（）A.平衡二叉樹B.斐波那契堆C.完全二叉樹D.伸展樹19、設(shè)計一個基于555定時器的脈沖發(fā)生器，產(chǎn)生頻率和占空比可調(diào)的方波脈沖信號，頻率范圍為1Hz-100kHz。20、根據(jù)數(shù)字信號處理理論，設(shè)計一個音頻頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號的頻譜分布。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討在一個具有n個元素的二叉搜索樹中，如何進行插入操作的優(yōu)化。2、（本題5分）詳細說明如何使用伸展樹實現(xiàn)動態(tài)集合的操作，并分析其性能特點。3、（本題5分）深入分析在一個具有n個元素的順序表中，如何使用二分查找算法來查找特定元素，并說明其適用條件。4、（本題5分）詳細解釋什么是線索二叉樹，說明如何構(gòu)建線索二叉樹以及如何利用線索進行遍歷操作。5、（本題5分）比較冒泡排序和快速排序在對小規(guī)模數(shù)據(jù)的處理速度。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用隊列結(jié)構(gòu)設(shè)計一個醫(yī)院住院部床位管理系統(tǒng)，模擬床位的分配和回收。2、（本題5分）設(shè)計并查集中按秩合并的算法，分析其對查詢效率的提升作用。3、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用于管理一個圖書館的讀者借閱偏好信息，根據(jù)讀者的借閱歷史為其推薦相關(guān)書籍。4、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用二叉樹結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對一組字符串的存儲和查找。5、（本題5分）設(shè)計一個算法，在一個二叉搜索樹中刪除指定值的節(jié)點，并保持二叉搜索樹的性質(zhì)。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線視頻會議系統(tǒng)需要管理參會人員、會議主題、會議時間、會議記錄等信息。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)會議的安排、人員的邀請、會議記錄的保存和查詢，支持多人同時在線交流和互動。2、（本題10分）某電商直播平臺需要記錄主播的信息、直播時間、商品銷售數(shù)據(jù)和觀眾互動情況。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來支持平臺的運營分析和主播管理。3、（本題10分）一個科研項目管理系統(tǒng)需要對項目的進展情況和參與人員進行跟蹤。項目信息包括項目編號、項目名稱、負責(zé)人、起止時間、進展狀