蘭州城市學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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3頁蘭州城市學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、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、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，能夠檢測(cè)火災(zāi)跡象并及時(shí)發(fā)出警報(bào)和通知相關(guān)人員。2、設(shè)計(jì)一個(gè)正弦波信號(hào)發(fā)生器，頻率范圍為10Hz至1MHz，輸出幅度可調(diào)，失真度小于1%，說明電路原理和調(diào)試方法。3、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)。4、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度報(bào)警器電路，當(dāng)環(huán)境溫度超過設(shè)定值時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，報(bào)警溫度可設(shè)置。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度和濕度監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集溫濕度數(shù)據(jù)，并通過液晶顯示屏顯示，同時(shí)具備報(bào)警功能。6、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的差分定位數(shù)據(jù)處理模塊，分析定位精度的提升效果。7、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)高精度電流源，提供穩(wěn)定的輸出電流，具有良好的負(fù)載調(diào)整率。8、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字示波器探頭電路，能夠?qū)⑤斎胄盘?hào)轉(zhuǎn)換為適合示波器測(cè)量的信號(hào)，并且具有衰減和補(bǔ)償功能。9、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器擴(kuò)展電路，能夠增加放大器的輸出功率和音質(zhì)，并且具有失真檢測(cè)功能。10、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，能夠測(cè)量直流電壓并以數(shù)字形式顯示，給出測(cè)量精度和量程。11、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的方式。在研究數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于線性表的描述，錯(cuò)誤的是（）A.線性表可以順序存儲(chǔ)，也可以鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)B.順序存儲(chǔ)的線性表可以隨機(jī)訪問任意元素，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)C.鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)的線性表在插入和刪除操作時(shí)，不需要移動(dòng)大量元素，效率較高D.線性表的長度是固定的，不能動(dòng)態(tài)變化12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Arduino的智能寵物喂食器，能夠根據(jù)設(shè)定的時(shí)間和食量自動(dòng)為寵物投放食物，并通過手機(jī)APP進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。13、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率合成器擴(kuò)展電路，能夠增加頻率合成器的輸出頻率范圍和精度，并且具有相位調(diào)制功能。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無線通信技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)與灌溉控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的音頻分離系統(tǒng)，將混合音頻中的不同聲音成分分離出來。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Arduino的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動(dòng)控制灌溉設(shè)備的開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。17、在一個(gè)圖的表示和處理中，如果圖的邊數(shù)相對(duì)較少，并且需要快速判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在邊，以下哪種圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的？（）A.鄰接矩陣，直觀表示頂點(diǎn)之間的關(guān)系B.鄰接表，節(jié)省存儲(chǔ)空間C.十字鏈表，方便進(jìn)行頂點(diǎn)和邊的操作D.邊集數(shù)組，集中存儲(chǔ)邊的信息18、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的數(shù)字電視信號(hào)接收器，能夠接收和解碼數(shù)字電視信號(hào)，給出硬件設(shè)計(jì)和解碼算法。19、在處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，可能會(huì)用到一些高級(jí)的技術(shù)和概念。以下關(guān)于高級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.并查集是一種用于處理集合合并和查詢的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于解決連通性問題B.線段樹可以用于高效地處理區(qū)間查詢和更新操作，例如求區(qū)間和、區(qū)間最大值等C.字典樹（Trie樹）適用于字符串的存儲(chǔ)和查找，能夠快速判斷一個(gè)字符串是否存在D.高級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)通常只適用于特定的領(lǐng)域和問題，在一般的編程中很少用到20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量電能消耗，支持遠(yuǎn)程抄表和欠費(fèi)報(bào)警功能。二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）論述跳表在內(nèi)存受限環(huán)境下的優(yōu)化方法和策略。2、（本題5分）解釋在一個(gè)帶權(quán)無向圖中，如何使用弗洛伊德算法求解任意兩點(diǎn)之間的最短路徑，說明算法的空間復(fù)雜度和時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）解釋堆的概念，包括大根堆和小根堆，論述在堆中進(jìn)行插入和刪除元素操作的過程及時(shí)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）給定一組任務(wù)和它們的截止時(shí)間，設(shè)計(jì)算法使用貪心策略安排任務(wù)，使完成的任務(wù)數(shù)量最多。2、（本題5分）基于雙端隊(duì)列結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)整數(shù)序列的滑動(dòng)窗口最大值的查詢。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)一個(gè)旅游景點(diǎn)的門票銷售記錄信息，支持按日期和門票類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。4、（本題5分）研究AVL樹在頻繁更新操作下的性能瓶頸，提出可能的解決方案。5、（本題5分）基于AVL樹和深度優(yōu)先搜索算法，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，找出一個(gè)無向圖中距離指定節(jié)點(diǎn)最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）在一個(gè)在線課程平臺(tái)上，有大量的課程信息需要管理，包括課程ID、課程名稱、授課教師、課程簡介、學(xué)生報(bào)名列表等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)課程數(shù)據(jù)，能夠快速查詢特定課程、按教師或課程類型分類、添加或刪除課程、更新學(xué)生報(bào)名情況，并統(tǒng)