昆明理工大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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3頁昆明理工大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》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15個小題，每小題2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)計一個具有USB接口的數(shù)字存儲設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和讀取，包括硬件接口設(shè)計和存儲管理軟件。2、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含頂點和邊。假設(shè)存在一個無向圖，頂點分別為A、B、C、D、E，邊的集合為{(A,B),(A,C),(B,D),(C,D),(D,E)}。使用深度優(yōu)先搜索算法從頂點A開始遍歷，以下哪個遍歷順序是可能的？（）A.A-B-C-D-EB.A-C-B-D-EC.A-B-D-C-ED.A-E-D-C-B3、隊列也是一種特殊的線性表，與棧的操作原則不同。以下關(guān)于隊列的描述，錯誤的是：（）A.隊列遵循先進(jìn)先出（FIFO）原則，即最先入隊的元素最先出隊B.環(huán)形隊列可以有效地解決順序隊列中假溢出的問題，提高存儲空間的利用率C.隊列在任務(wù)調(diào)度、消息傳遞、緩沖區(qū)管理等方面有重要作用D.隊列的插入和刪除操作只能在隊頭和隊尾進(jìn)行，不能在隊列中間進(jìn)行，且其操作效率總是低于棧4、設(shè)計一個簡單的圖像采集系統(tǒng)，使用CMOS圖像傳感器采集圖像，并通過USB接口將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)進(jìn)行顯示和存儲。5、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，棧和隊列常用于表達(dá)式求值。假設(shè)我們要計算一個算術(shù)表達(dá)式的值。以下關(guān)于表達(dá)式求值的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式后，使用棧可以方便地進(jìn)行求值計算B.后綴表達(dá)式求值時，遇到操作數(shù)入棧，遇到操作符則對棧頂元素進(jìn)行相應(yīng)運算C.棧在表達(dá)式求值中主要用于保存操作數(shù)和中間結(jié)果D.無論表達(dá)式的復(fù)雜程度如何，使用棧和隊列進(jìn)行求值的效率都是相同的6、設(shè)計一個音頻均衡器自動預(yù)設(shè)電路，能夠根據(jù)不同的音樂類型自動預(yù)設(shè)均衡器的參數(shù)，提高音頻體驗。7、設(shè)計一個基于數(shù)字濾波器的信號降噪系統(tǒng)，能夠有效去除輸入信號中的噪聲，提高信號質(zhì)量。8、設(shè)計一個簡單的語音識別系統(tǒng)，能夠識別特定的語音指令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作，如開燈、關(guān)燈、播放音樂等。9、設(shè)計一個基于藍(lán)牙低功耗技術(shù)的智能血壓計，能夠準(zhǔn)確測量血壓，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP進(jìn)行分析和存儲。10、設(shè)計一個基于模擬比較器和觸發(fā)器的脈沖整形電路，將不規(guī)則脈沖整形為標(biāo)準(zhǔn)脈沖。11、考慮一個物流配送系統(tǒng)，需要規(guī)劃車輛的行駛路線，使得配送成本最小。假設(shè)城市之間的道路可以表示為一個有權(quán)圖，以下哪種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常用于解決這個問題？（）A.深度優(yōu)先搜索算法和鄰接矩陣B.廣度優(yōu)先搜索算法和鄰接表C.迪杰斯特拉算法和優(yōu)先隊列D.弗洛伊德算法和數(shù)組12、設(shè)計一個基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，能夠連接云平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下發(fā)，描述設(shè)備的硬件和軟件實現(xiàn)。13、設(shè)計一個用于新能源汽車電池管理的均衡電路，提高電池組的使用壽命和性能，給出電路原理和控制策略。14、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。15、設(shè)計一個基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測土壤濕度、溫度、酸堿度等參數(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚和遠(yuǎn)程傳輸。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)解釋在一個具有n個頂點的無向圖中，如何使用廣度優(yōu)先搜索算法計算圖的連通分量個數(shù)，并分析其時間復(fù)雜度。2、（本題5分）解釋如何在一個二叉搜索樹中進(jìn)行刪除操作的多線程實現(xiàn)，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其同步和競爭問題。3、（本題5分）對于一個具有n個頂點和e條邊的帶權(quán)無向圖，如何使用克魯斯卡爾（Kruskal）算法構(gòu)造最小生成樹？三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（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。2、（本題5分）在一個在線視頻平臺中，需要管理視頻信息、用戶觀看歷史、視頻評論和點贊等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持視頻的上傳、刪除、查找和播放，用戶觀看歷史的記錄，視頻評論的管理和點贊數(shù)的統(tǒng)計，并能夠根據(jù)用戶行為推薦相關(guān)視頻。3、（本題5分）一家電商平臺的客戶投訴管理系統(tǒng)需要記錄投訴信息、處理進(jìn)度和處理結(jié)果。投訴信息包括投訴ID、訂單ID、投訴內(nèi)容、投訴時間，處理進(jìn)度包括進(jìn)度ID、投訴ID、處理步驟、處理人員、處理時間，處理結(jié)果包括結(jié)果ID、投訴ID、處理結(jié)果、滿意度。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理投訴數(shù)據(jù)，實現(xiàn)投訴的受理、處理跟蹤、結(jié)果反饋，并統(tǒng)計投訴的類型和處理滿意度。4、（本題5分）在一個在線考試系統(tǒng)中，需要管理考試科目、試題、考生答案和成績等信息。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實現(xiàn)考試科目的添加、刪除、查找和修改，試題的錄入和更新，考生答案的存儲和成績的計算，并能夠快速查詢考生的成績和排名。5、（本題5分）一個在線訂餐平臺的廚房管理系統(tǒng)需要記錄菜品制作進(jìn)度、廚師分配和出餐時間。菜品制作進(jìn)度包括進(jìn)度ID、菜品ID、制作階段、完成時間，廚師分配包括分配ID、菜品ID、廚師ID，出餐時間包括出餐ID、菜品ID、時間。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理廚房數(shù)據(jù)，實現(xiàn)菜品制作的監(jiān)控、廚師工作的合理安排、出餐時間的準(zhǔn)確預(yù)測，并優(yōu)化廚房工作流程。四、設(shè)計題（本大題共3個小