自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共2頁廣東外語外貿(mào)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計》2024-2025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批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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)計一個鎖相環(huán)（PLL）頻率合成器，輸出特定頻率的穩(wěn)定信號，分析其相位噪聲和鎖定時間。2、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲方式中，除了順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯Γ€有其他方式。以下關(guān)于存儲方式的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.索引存儲通過建立索引表來加快數(shù)據(jù)的查找和訪問速度，適用于數(shù)據(jù)量大且查找頻繁的情況B.散列存儲利用哈希函數(shù)將數(shù)據(jù)映射到存儲位置，具有快速查找的特點(diǎn)，但可能會出現(xiàn)沖突C.順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯κ亲罨镜拇鎯Ψ绞?，其他存儲方式都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來的D.不同的存儲方式適用于不同的場景，沒有一種存儲方式可以適用于所有情況3、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(jī)訪問元素D.內(nèi)存空間有限4、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，棧可以用于表達(dá)式求值。以下關(guān)于棧在表達(dá)式求值中的應(yīng)用，說法不正確的是（）A.可以將中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式，然后利用棧進(jìn)行求值B.?？梢员４娌僮鲾?shù)和運(yùn)算符，按照運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行計算C.對于復(fù)雜的表達(dá)式，棧的使用可以簡化求值過程D.棧在表達(dá)式求值中只能用于中綴表達(dá)式，不能用于后綴表達(dá)式5、設(shè)計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像縮放、旋轉(zhuǎn)、灰度變換等基本操作。6、設(shè)計一個基于單片機(jī)的智能電表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，能夠通過電力線載波通信將電表數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊衅?，?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能。7、設(shè)計一個基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速等參數(shù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。8、設(shè)計一個基于藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)的智能手環(huán)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與手機(jī)的數(shù)據(jù)交互和健康監(jiān)測功能。9、設(shè)計一個基于光電傳感器的自動化生產(chǎn)線質(zhì)量檢測系統(tǒng)，能夠檢測產(chǎn)品的外觀缺陷和尺寸精度。10、設(shè)計一個基于NFC技術(shù)的近場通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和支付功能，說明系統(tǒng)組成和安全機(jī)制。11、設(shè)計一個基于ADC和微控制器的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠測量pH值、溶解氧、電導(dǎo)率等水質(zhì)參數(shù)。12、設(shè)計一個基于形態(tài)學(xué)處理的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，分析處理效果和算法復(fù)雜度。13、設(shè)計一個基于模擬移相器和濾波器的相位補(bǔ)償系統(tǒng)，改善系統(tǒng)的相位特性。14、使用單片機(jī)設(shè)計一個智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設(shè)備的開啟和關(guān)閉，節(jié)約水資源。15、字典樹（Trie樹）常用于字符串的存儲和查找。假設(shè)我們正在使用字典樹處理字符串集合。以下關(guān)于字典樹的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.字典樹利用字符串的公共前綴來節(jié)省存儲空間和提高查找效率B.插入和查找操作在字典樹中的時間復(fù)雜度與字符串的長度有關(guān)C.字典樹可以方便地實(shí)現(xiàn)字符串的前綴匹配和搜索功能D.字典樹適合存儲大量短字符串，對于長字符串效果不佳16、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17、設(shè)計一個無線通信模塊遠(yuǎn)距離傳輸電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更遠(yuǎn)距離的無線數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離達(dá)到1公里以上。18、設(shè)計一個音頻功率放大器，要求在一定負(fù)載下輸出較大功率，且具有良好的音質(zhì)，提供電路設(shè)計和性能測試。19、設(shè)計一個基于51單片機(jī)的智能車庫門控制系統(tǒng)，能夠通過遙控器和手機(jī)APP控制車庫門的開啟和關(guān)閉，并具備防夾功能。20、利用鎖相環(huán)技術(shù)設(shè)計一個頻率合成器，能夠輸出穩(wěn)定的、可調(diào)節(jié)的頻率信號，給出頻率合成器的整體架構(gòu)和各部分的詳細(xì)設(shè)計。21、設(shè)計一個模擬信號的濾波電路，能夠有效地濾除特定頻率范圍內(nèi)的噪聲，如低通、高通、帶通或帶阻濾波器。22、在一個需要對大量整數(shù)進(jìn)行排序，并且內(nèi)存空間有限的情況下。以下哪種排序算法可能比較適合？（）A.歸并排序B.冒泡排序C.桶排序D.選擇排序23、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個電壓基準(zhǔn)源，提供穩(wěn)定的參考電壓，具有低溫度系數(shù)和高電源抑制比。24、設(shè)計一個集成電路測試中的功能測試向量生成方案，提高測試覆蓋率和準(zhǔn)確性。25、哈希表在解決沖突時有多種方法。關(guān)于解決哈希沖突的方法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.開放尋址法通過在哈希表中尋找空閑位置來解決沖突B.鏈地址法將沖突的元素存儲在鏈表中C.再哈希法通過更換哈希函數(shù)來減少沖突D.無論采用哪種解決沖突的方法，哈希表的查找效率都不會受到影響二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋如何判斷一個二叉樹是否為滿二叉樹，給出相應(yīng)的算法和代碼。2、（本題5分）解釋什么是AVL樹，說明其平衡調(diào)整的策略和方法，并給出插入和刪除操作時的平衡調(diào)整示例。3、（本題5分）探討在一個具有n個頂點(diǎn)的有向圖中，如何判斷是否存在回路，并說明其算法思想。4、（本題5分）論述在不同負(fù)載因子下，哈希表的性能表現(xiàn)以及如何選擇合適的負(fù)載因子以提高效率。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)計一個學(xué)校運(yùn)動會比賽項目報名管理系統(tǒng)，模擬報名的排隊和處理過程。2、（本題5分）利用隊列結(jié)構(gòu)設(shè)計一個醫(yī)院掛號排隊系統(tǒng)，模擬患者的掛號和就診順序。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，用鄰接矩陣表示一個帶權(quán)無向圖，實(shí)現(xiàn)A*算法求最短路徑。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲電商平臺用戶的購物車信息，包括商品ID、數(shù)量等，支持購物車的操作和結(jié)算。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用迪杰斯特拉算法求一個有向帶權(quán)圖中指定頂點(diǎn)到其他頂點(diǎn)的最短路徑。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某電商平臺的商品評價系統(tǒng)需要對大量的商品評價進(jìn)行管理和分析。評價信息包括評價者ID、商品ID、評價內(nèi)容、評價時間等。這些信息以跳表的形式存儲。請設(shè)計算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）按評價時間順序輸出評價；（2）查找指定商品的所有評價；（3）刪除違規(guī)或無效的評價；（4）統(tǒng)計某個評價者的評價數(shù)量。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題10分）某城市的公交卡充值管理系統(tǒng)需要存儲充值記錄，包括充值編號、卡號、充值金額、充值時間等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定卡號的充值記錄、按照充值金額對記錄進(jìn)行排序、新增充值、刪除錯誤