遼寧科技學(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2頁(yè)，共2頁(yè)遼寧科技學(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1分，共20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、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)中，案例分析是一種有效的方法。以下關(guān)于案例分析的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.選擇實(shí)際的應(yīng)用案例，如學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等，展示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用B.通過對(duì)案例的分析，讓學(xué)生理解如何根據(jù)需求選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法C.案例分析可以幫助學(xué)生將抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念與具體的問題解決聯(lián)系起來D.案例分析只適用于簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)于復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法不適用2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠測(cè)量pH值、溶解氧、電導(dǎo)率等水質(zhì)參數(shù)。3、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路制造工藝中的離子注入工藝參數(shù)優(yōu)化方案，提高注入的均勻性和準(zhǔn)確性。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光控制、窗簾控制、家電控制等功能，給出系統(tǒng)的整體架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)，支持常見的調(diào)制方式（如QPSK、16QAM等）的解調(diào)。6、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)音頻頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號(hào)的頻譜分布。7、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表校準(zhǔn)電路，能夠?qū)?shù)字電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)，提高測(cè)量精度。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)門控制系統(tǒng)，當(dāng)檢測(cè)到有人靠近時(shí)自動(dòng)開門，一段時(shí)間后自動(dòng)關(guān)門。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同時(shí)間段和交通流量自動(dòng)調(diào)整信號(hào)燈的時(shí)長(zhǎng)。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的電壓比較器電路，能夠比較兩個(gè)輸入電壓的大小，并輸出高低電平信號(hào)。11、在一個(gè)m行n列的二維數(shù)組中，按行優(yōu)先存儲(chǔ)時(shí)，元素a[i][j]的存儲(chǔ)地址與a[0][0]的存儲(chǔ)地址之間相差的元素個(gè)數(shù)為？（）A.i*n+jB.j*m+iC.i*m+jD.j*n+i12、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)。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的比較器陣列電路，能夠同時(shí)比較多個(gè)輸入信號(hào)的大小。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字邏輯的電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上下運(yùn)行、樓層?？亢统貓?bào)警等功能。15、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器參數(shù)自動(dòng)調(diào)整與存儲(chǔ)電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號(hào)自動(dòng)調(diào)整均衡器參數(shù)，并將參數(shù)存儲(chǔ)起來供下次使用。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的音頻編碼系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)MP3或AAC編碼，給出算法流程和代碼優(yōu)化。17、設(shè)計(jì)一個(gè)鋰電池充電管理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)恒流恒壓充電，具有過溫、過流保護(hù)功能，描述電路原理和芯片選型。18、設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信模塊電路，能夠?qū)崿F(xiàn)短距離無線數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離在100米以內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps。19、在二叉搜索樹中，左子樹的所有節(jié)點(diǎn)值都小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹的所有節(jié)點(diǎn)值都大于根節(jié)點(diǎn)值。假設(shè)存在一個(gè)二叉搜索樹，插入一系列值：50、30、70、20、40、60、80。在插入這些值后，要查找值為60的節(jié)點(diǎn)，以下哪種查找路徑是正確的？（）A.50-70-60B.50-30-40-60C.50-70-80-60D.50-30-20-6020、利用通信原理知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能夠在一定距離內(nèi)穩(wěn)定傳輸數(shù)字信號(hào)，具備抗干擾和糾錯(cuò)能力，且傳輸速率達(dá)到特定要求。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述如何在一個(gè)二叉堆中查找第k大的元素，給出算法思路和優(yōu)化方法。2、（本題5分）描述二叉樹的遍歷算法在二叉樹的染色問題、樹的轉(zhuǎn)換問題中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋如何在一個(gè)有序數(shù)組中進(jìn)行快速插入操作，保持?jǐn)?shù)組的有序性，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）深入解釋在最小生成樹的Prim算法中，如何選擇邊來構(gòu)建最小生成樹，以及算法的時(shí)間復(fù)雜度分析。5、（本題5分）深入解釋在具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，如何判斷圖是否強(qiáng)連通，并給出具體的算法思想和實(shí)現(xiàn)步驟。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)算法，將一個(gè)二叉樹轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的森林，并輸出森林中各樹的先序遍歷序列。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)規(guī)劃程序，解決編輯距離問題，輸出編輯距離。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈希表程序，支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容和縮容，當(dāng)元素?cái)?shù)量超過一定閾值時(shí)自動(dòng)擴(kuò)容，刪除元素后空間利用率低時(shí)自動(dòng)縮容。4、（本題5分）比較AVL樹和紅黑樹在大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的適用性，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)評(píng)估。5、（本題5分）優(yōu)化并查集的合并策略，提高集合操作的效率，通過大規(guī)模數(shù)據(jù)測(cè)試效果。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)在線招聘系統(tǒng)需要管理職位信息，包括職位編號(hào)、職位名稱、工作地點(diǎn)、薪資范圍、招聘人數(shù)等。系統(tǒng)要支持快速查找特定職位、按照薪資范圍對(duì)職位進(jìn)行排序、新增職位、修改職位信息、關(guān)閉招聘職位。請(qǐng)確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。2、（本題10分）某電商平臺(tái)的促銷活動(dòng)規(guī)則管理系統(tǒng)需要定義不同的促銷活動(dòng)類型、適用商品、優(yōu)惠條件、活動(dòng)時(shí)間等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)和管理促銷活動(dòng)規(guī)則，支持活動(dòng)的創(chuàng)建、修改、刪除和查詢，能夠準(zhǔn)確計(jì)算商品在活動(dòng)中的優(yōu)惠價(jià)格。3、（本題10分）某音樂平臺(tái)需要對(duì)用戶的播放記錄和收藏歌曲進(jìn)行管理。用戶信息包括用戶