學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共2頁湖北幼兒師范高等?？茖W(xué)?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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)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)開發(fā)。2、設(shè)計(jì)一個(gè)±5V轉(zhuǎn)±3.3V的DC-DC電源變換電路，輸出電流不小于0.3A，給出原理圖和PCB布局。3、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)一款用于電動(dòng)汽車的電池管理芯片，具備電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)、充電控制和均衡功能。4、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能充電控制器，能夠?qū)?2V的蓄電池進(jìn)行充電管理，實(shí)現(xiàn)過充、過放保護(hù)，描述電路原理和控制策略。5、假設(shè)要開發(fā)一個(gè)文本編輯軟件，需要實(shí)現(xiàn)撤銷和重做功能，能夠記錄用戶的一系列操作并在需要時(shí)進(jìn)行回退或恢復(fù)。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是最適合的？（）A.環(huán)形緩沖區(qū)B.棧C.隊(duì)列D.雙端隊(duì)列6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙4.0技術(shù)的智能血壓計(jì)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)血壓變化，并提供健康建議。7、在一個(gè)用鄰接表表示的無向圖中，要判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在邊，時(shí)間復(fù)雜度為（）A.O(1)B.O(n)C.O(log?n)D.取決于頂點(diǎn)的度數(shù)8、設(shè)計(jì)一個(gè)模擬信號(hào)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。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于UWB和慣導(dǎo)融合的室內(nèi)定位系統(tǒng)，提高定位精度和可靠性，說明系統(tǒng)架構(gòu)和融合算法。10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)示波器數(shù)據(jù)處理電路，能夠?qū)κ静ㄆ鞑杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并且具有圖形顯示功能。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)緩存系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)和讀取，給出存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和控制邏輯。12、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，假設(shè)我們需要存儲(chǔ)和操作一個(gè)公司員工的信息，包括員工編號(hào)、姓名、年齡、職位等。要求能夠快速地按照員工編號(hào)查找和修改員工信息。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合？（）A.數(shù)組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹13、設(shè)計(jì)一個(gè)高通濾波器，采用有源濾波器設(shè)計(jì)，截止頻率為5kHz，通帶增益為1，阻帶衰減大于40dB，給出電路參數(shù)和性能測(cè)試。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙模塊的智能家居安防系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)門窗狀態(tài)、入侵情況，并向用戶發(fā)送報(bào)警信息。15、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器噪聲抑制與功率擴(kuò)展電路，能夠降低放大器的噪聲水平，同時(shí)增加輸出功率。16、考慮一個(gè)在線游戲排行榜系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)更新玩家的得分和排名，并能夠快速地獲取前幾名玩家的信息。對(duì)于這樣的需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.快速排序和數(shù)組，實(shí)現(xiàn)得分排序和排名更新B.歸并排序和鏈表，處理玩家得分?jǐn)?shù)據(jù)C.插入排序和棧，更新玩家排名D.堆排序和優(yōu)先隊(duì)列，高效維護(hù)排行榜17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于微波技術(shù)的車載雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量車輛行駛速度。18、在圖結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，假設(shè)要為一個(gè)城市的交通網(wǎng)絡(luò)建模，其中節(jié)點(diǎn)表示交叉路口，邊表示道路，并且需要計(jì)算兩個(gè)地點(diǎn)之間的最短路徑。以下哪種圖算法最適合解決這個(gè)問題？（）A.深度優(yōu)先搜索B.廣度優(yōu)先搜索C.Dijkstra算法D.Floyd-Warshall算法19、快速排序是一種高效的排序算法，它采用分治的思想。在快速排序中，選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為兩部分，使得左邊部分的元素都小于等于基準(zhǔn)元素，右邊部分的元素都大于等于基準(zhǔn)元素。以下關(guān)于快速排序的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.快速排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)B.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法C.快速排序的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)D.快速排序的空間復(fù)雜度為O(logn)20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的語音信號(hào)處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)語音降噪、回聲消除等功能。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)論述在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無向圖中，如何進(jìn)行最小代價(jià)生成樹的變形問題，如限制邊的數(shù)量。2、（本題5分）對(duì)于一個(gè)用哈希表存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，解釋哈希函數(shù)的作用和選擇原則，以及如何處理哈希沖突，并分析其查找效率。3、（本題5分）闡述如何在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，使用Floyd算法求解任意兩點(diǎn)之間的最短路徑問題，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用鄰接矩陣表示一個(gè)無向連通圖，判斷圖中是否存在歐拉回路。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用堆結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)一組任務(wù)按照難度和重要程度進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，從給定的順序表中刪除一個(gè)元素，輸出刪除后的順序表。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用于管理一個(gè)超市的商品庫存信息（商品條碼、商品名稱、庫存數(shù)量、進(jìn)價(jià)、售價(jià)等），能夠?qū)崿F(xiàn)庫存的盤點(diǎn)、補(bǔ)貨和預(yù)警功能。5、（本題5分）給定一個(gè)整數(shù)數(shù)組和一個(gè)目標(biāo)值，設(shè)計(jì)算法使用回溯法求解數(shù)組中所有可能的組合，使得組合的和等于目標(biāo)值。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）某學(xué)校的課程管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)課程的相關(guān)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。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)課程信息，實(shí)現(xiàn)課程的添加、刪除、查找和修改操作，并能夠快速獲取某門課程的選課學(xué)生名單和授課教師信息。2、（本題10分）某電商平臺(tái)