北京理工大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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頁北京理工大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計》

2022-2023學(xué)年第一學(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20個小題，每小題2分，共40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、在一個有n個頂點的帶權(quán)有向圖中，使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求從源點到其他各頂點的最短路徑，其時間復(fù)雜度為？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)2、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.將數(shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時間復(fù)雜度始終為O(nlog?n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復(fù)雜度較高，為O(n)3、設(shè)計一個用于音頻放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)，提高放大器的穩(wěn)定性和性能，給出反饋類型選擇和參數(shù)計算。4、設(shè)計一個基于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)計和驅(qū)動開發(fā)。5、運用電子電路知識，設(shè)計一個用于工業(yè)機器人的運動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)機器人的精確運動控制。6、根據(jù)數(shù)字信號處理知識，設(shè)計一個音頻均衡器的自動調(diào)整系統(tǒng)，根據(jù)音頻內(nèi)容自動優(yōu)化頻率響應(yīng)。7、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。8、棧是一種特殊的線性表，遵循后進(jìn)先出的原則。在程序設(shè)計中，棧有著廣泛的應(yīng)用。例如，在表達(dá)式求值、函數(shù)調(diào)用等場景中經(jīng)常使用棧?？紤]一個表達(dá)式：(3+5)*2-7，使用棧來計算這個表達(dá)式的值。在計算過程中，當(dāng)遇到運算符''時，以下正確的操作是：（）A.直接將''輸出B.從棧中彈出兩個操作數(shù)進(jìn)行乘法運算C.將''壓入棧中D.忽略''，繼續(xù)處理后面的字符9、設(shè)計一個基于數(shù)字鎖相放大器的微弱信號檢測系統(tǒng)，能夠從強噪聲背景中檢測出微弱信號。10、設(shè)計一個基于555定時器的脈沖發(fā)生器，輸出脈沖頻率和占空比可調(diào)，說明電路原理和調(diào)試要點。11、基于通信中的多址接入技術(shù)設(shè)計一個無線通信網(wǎng)絡(luò)，支持多個用戶同時通信，分析網(wǎng)絡(luò)容量和性能。12、設(shè)計一個基于藍(lán)牙模塊的智能門鎖系統(tǒng)，能夠通過手機藍(lán)牙開鎖，并記錄開鎖記錄。13、設(shè)計一個基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集與存儲系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對高速信號的采集和大容量數(shù)據(jù)存儲。14、設(shè)計一個基于STM32H7的高性能嵌入式系統(tǒng)，能夠運行復(fù)雜的實時操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，給出硬件架構(gòu)和軟件環(huán)境搭建。15、設(shè)計一個基于FPGA的圖像壓縮編碼系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像的高效壓縮，給出硬件設(shè)計和編碼效率分析。16、設(shè)計一個數(shù)字信號量化電路，確定量化級數(shù)和編碼方式，分析量化誤差對信號質(zhì)量的影響。17、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字濾波器，實現(xiàn)低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，給出設(shè)計過程和資源利用分析。18、設(shè)計一個數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼性能測試方案，包括測試設(shè)備的選擇、測試環(huán)境的搭建和數(shù)據(jù)的分析方法。19、設(shè)計一個電子指南針電路，能夠指示方向，精度為±1°，并且具有校準(zhǔn)功能。20、設(shè)計一個音頻功率放大器，采用甲乙類放大方式，在4Ω負(fù)載下輸出功率不小于100W，給出電路設(shè)計和散熱方案。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何使用雙向鏈表實現(xiàn)數(shù)據(jù)的插入、刪除和遍歷操作，分析雙向鏈表與單向鏈表在操作上的差異和優(yōu)勢。2、（本題5分）詳細(xì)闡述B樹和B+樹的結(jié)構(gòu)特點和區(qū)別，以及它們在數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用。3、（本題5分）比較歸并排序和快速排序在對隨機數(shù)據(jù)的排序效果。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）以鏈表為基礎(chǔ)，設(shè)計一個旅游行程規(guī)劃系統(tǒng)，支持景點的添加、刪除和路線優(yōu)化。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用AC自動機處理多個模式字符串在給定文本中的匹配，輸出匹配位置。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，用插入排序?qū)D書館的借閱記錄按時間先后進(jìn)行整理。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，判斷給定圖中兩個頂點是否在同一個連通分量中，輸出判斷結(jié)果。5、（本題5分）研究跳表查找性能與層數(shù)的關(guān)系，設(shè)計最優(yōu)層數(shù)選擇策略。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）某城市的公交系統(tǒng)需要管理公交線路、站點和車輛調(diào)度信息。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實現(xiàn)線路的添加、刪除、查找和修改操作，能夠快速查詢某個站點經(jīng)過的公交線路和車輛實時調(diào)度情況，并優(yōu)化車輛調(diào)度以提高公交系統(tǒng)的運行效率。2、（本題10分）一個在線圖書館的書籍借閱系統(tǒng)需要對書籍的借閱情況和讀者信息進(jìn)行管理。書籍信息包括書籍編號、書名、作者、借閱狀態(tài)等，