學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁昆明文理學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷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的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進行邊緣檢測，并輸出邊緣圖像。2、設(shè)計一個基于數(shù)字溫度傳感器和無線傳輸模塊的冷鏈物流溫度監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測貨物運輸過程中的溫度變化。3、運用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計一個企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)布線方案，確保高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。4、設(shè)計一個用于智能手機的充電管理電路，支持快充和普通充電模式，具備過壓、過流和過熱保護功能，闡述電路原理和芯片選型。5、使用運算放大器設(shè)計一個音頻放大器電路，能夠?qū)⑤斎氲奈⑷跻纛l信號進行放大，同時具有一定的帶寬和低失真度，給出詳細的電路設(shè)計和參數(shù)計算。6、設(shè)計一個基于數(shù)字濾波器的信號去噪系統(tǒng)，分析去噪效果和對原始信號的保真度。7、插入排序在小規(guī)模數(shù)據(jù)時性能較好。以下關(guān)于插入排序的描述，正確的是（）A.對于近乎有序的數(shù)組，效率很高B.最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(nlogn)C.平均情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)D.是一種空間復(fù)雜度較高的排序算法8、設(shè)計一個簡單的機器人手臂控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)多個關(guān)節(jié)的運動控制，包括電機驅(qū)動和位置反饋控制，闡述控制算法和系統(tǒng)實現(xiàn)。9、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個逆變電路，將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，輸出符合特定要求的電壓和頻率。10、設(shè)計一個基于無線射頻識別（RFID）的倉庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對貨物的自動識別、入庫、出庫和庫存管理。11、設(shè)計一個基于DSP的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像邊緣檢測、特征提取和目標(biāo)識別等功能，提供算法流程和代碼實現(xiàn)。12、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實現(xiàn)優(yōu)先隊列。在堆的操作中，以下描述錯誤的是（）A.大根堆中，根節(jié)點的值大于其左右子節(jié)點的值B.小根堆中，根節(jié)點的值小于其左右子節(jié)點的值C.可以通過堆排序算法對數(shù)組進行排序D.堆的插入和刪除操作時間復(fù)雜度為O(n)13、設(shè)計一個音頻均衡器的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠根據(jù)輸入音頻信號自動調(diào)整均衡參數(shù)，給出系統(tǒng)設(shè)計和算法實現(xiàn)。14、設(shè)計一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的均衡器，能夠自適應(yīng)地補償信道失真，測試均衡效果和收斂速度。15、設(shè)計一個簡單的雷達測距系統(tǒng)，能夠測量目標(biāo)物體的距離，并顯示測量結(jié)果，分析其測量精度和誤差來源。16、設(shè)計一個基于CPLD的脈沖寬度調(diào)制（PWM）發(fā)生器，實現(xiàn)可調(diào)占空比的PWM信號輸出，給出電路設(shè)計和性能測試。17、假設(shè)要實現(xiàn)一個緩存系統(tǒng)，當(dāng)緩存滿時需要刪除最近最少使用的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持這種操作？（）A.鏈表B.哈希表C.棧D.LRU緩存（使用雙向鏈表和哈希表）18、設(shè)計一個數(shù)字時鐘電路，能夠準(zhǔn)確顯示時、分、秒，具有校時功能，并使用數(shù)碼管或液晶顯示屏進行顯示，提供詳細的電路原理圖和程序代碼。19、設(shè)計一個數(shù)字電壓表高精度測量電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的直流電壓測量，精度達到±0.01V。20、設(shè)計一個數(shù)字音頻處理中的音頻水印嵌入和提取系統(tǒng)，分析水印的魯棒性和不可感知性。21、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在圖的存儲方式中，鄰接矩陣和鄰接表是常見的方法。以下關(guān)于鄰接矩陣存儲的描述，錯誤的是（）A.適合存儲稠密圖B.存儲空間復(fù)雜度為O(V^2)，其中V是頂點數(shù)C.可以快速判斷任意兩個頂點之間是否有邊D.對于邊數(shù)較少的圖，存儲效率較高22、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計一個用于音響系統(tǒng)的功率放大器，具備高保真和大功率輸出特性。23、當(dāng)需要構(gòu)建一個能夠表示家族關(guān)系的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，假設(shè)每個節(jié)點代表一個家庭成員，并且需要方便地查找某個成員的祖先和后代。以下哪種樹形結(jié)構(gòu)最合適？（）A.二叉樹B.二叉搜索樹C.多叉樹D.紅黑樹24、設(shè)計一個基于ARMCortex-M7的電機驅(qū)動控制器，支持無刷直流電機和永磁同步電機，給出控制算法和硬件接口。25、設(shè)計一個基于D/A轉(zhuǎn)換器的函數(shù)信號發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等常見波形。26、設(shè)計一個通信系統(tǒng)中的軟件定義無線電（SDR）平臺，實現(xiàn)靈活的調(diào)制解調(diào)功能。27、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，查找操作也是常見的操作之一。順序查找適用于無序數(shù)組，其平均時間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(logn)D.O(1)28、設(shè)計一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車場管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車位檢測、車輛引導(dǎo)和收費管理等功能。29、在一個電商網(wǎng)站的訂單處理系統(tǒng)中，需要按照訂單生成的時間順序依次處理訂單，同時能夠在任意時刻查看最早未處理的訂單。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠滿足這種需求？（）A.順序表，按順序存儲訂單，但插入和刪除操作可能導(dǎo)致大量元素移動B.鏈表，便于插入和刪除，但不便于快速獲取最早訂單C.棧，后進先出，不符合訂單處理的順序要求D.隊列，先進先出，符合訂單按時間順序處理的需求30、假設(shè)正在設(shè)計一個資源分配系統(tǒng)，需要管理有限的資源，并根據(jù)請求的優(yōu)先級和時間進行分配。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持資源的分配和管理？（）A.最小堆，獲取最小優(yōu)先級的請求B.最大堆，處理最高優(yōu)先級的請求C.鏈表，順序分配資源D.數(shù)組，通過索引分配資源二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線音樂制作平臺需要管理音樂項目、音軌、樂器和效果器等信息。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持音樂項目的創(chuàng)建和編輯，音軌的添加、刪除和調(diào)整，樂器和效果器的選擇和應(yīng)用，并能夠?qū)崟r保存和恢復(fù)項目進度。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）某在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要記錄玩家的得分和排名，并能夠?qū)崟r更新。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，高效地處理排名變化和查詢操作。4、（本題5分）某電商倉庫管理系統(tǒng)需要存儲貨物的種類、數(shù)量、存放位置和入庫出庫時間等信息。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲貨物信息，支持貨物的入庫、出庫、盤點和庫存查詢操作，并能夠根據(jù)貨物的入庫時間和保質(zhì)期進行優(yōu)先出庫處理。5、（本題5分）一個在線租房平臺需要管理房源信息、租客信息、租賃合同和租金支付等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持房源的發(fā)布、查找和修改，租客的注冊和信息管理，租賃合同的簽訂和租金支付記錄，并能夠保障交易的安全和糾紛處理。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）比較希爾排序和快速排序在穩(wěn)定性方面的表現(xiàn)。2、（本題5分）論述在排序算法的比較中，如何根據(jù)數(shù)據(jù)的特點（如有序程度、數(shù)據(jù)規(guī)模）選擇合適的排序算法。3、（本題5分）分析在字符串匹配中，如何利用位運算提高匹配速度。4、（本題5分）解釋二叉樹的前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷的概念，分別給出三種遍歷的算法步驟，并舉例說明如何通過遍歷結(jié)果還原二叉樹。5、