西安交通大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2020-2021學(xué)年第一學(xué)期期末試卷_第1頁
西安交通大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2020-2021學(xué)年第一學(xué)期期末試卷_第2頁
西安交通大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2020-2021學(xué)年第一學(xué)期期末試卷_第3頁
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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頁西安交通大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2020-2021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)計一個基于熱電偶的溫度測量系統(tǒng),能夠測量較高溫度范圍,并對測量結(jié)果進(jìn)行冷端補(bǔ)償和線性化處理。2、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度、溫度、酸堿度等參數(shù)。3、設(shè)計一個數(shù)字時鐘收音機(jī)電路,能夠顯示時間、接收廣播信號并播放音頻,具有鬧鐘和定時關(guān)機(jī)功能。4、設(shè)計一個紅外遙控系統(tǒng),能夠通過遙控器對設(shè)備進(jìn)行開、關(guān)、音量調(diào)節(jié)等操作,遙控距離不小于5米。5、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的音頻降噪耳機(jī)系統(tǒng),有效降低環(huán)境噪聲對音頻的干擾。6、設(shè)計一個基于CPLD的數(shù)字邏輯電路,實現(xiàn)一個8位加法器和8位乘法器,給出硬件描述語言代碼和時序仿真結(jié)果。7、假設(shè)要對一個包含1000個元素的數(shù)組進(jìn)行排序,以下哪種排序算法在平均情況下性能較好?()A.冒泡排序B.選擇排序C.插入排序D.快速排序8、設(shè)計一個基于ADC和微控制器的溫度采集與報警系統(tǒng),當(dāng)溫度超過設(shè)定閾值時發(fā)出聲光報警信號。9、設(shè)計一個無線通信中的毫米波通信系統(tǒng),考慮波束成形和信道估計等關(guān)鍵技術(shù)。10、設(shè)計一個基于D/A轉(zhuǎn)換器的方波信號發(fā)生器電路,輸出頻率范圍為100Hz-10kHz,占空比可調(diào)。11、插入排序也是一種簡單的排序算法,它將未排序的元素逐個插入到已排序的部分中。在平均情況下,插入排序的時間復(fù)雜度為:()A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)12、二叉搜索樹在數(shù)據(jù)查找和排序中有廣泛應(yīng)用。假設(shè)我們正在維護(hù)一個二叉搜索樹。以下關(guān)于二叉搜索樹的描述,哪一項是不準(zhǔn)確的?()A.插入操作時,通過比較節(jié)點(diǎn)值找到合適的位置插入新節(jié)點(diǎn),保持二叉搜索樹的性質(zhì)B.查找操作的時間復(fù)雜度在平均情況下為O(logn),但在最壞情況下可能退化為O(n)C.刪除操作相對復(fù)雜,需要根據(jù)被刪除節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)情況進(jìn)行不同的處理D.只要按照一定的順序插入節(jié)點(diǎn),二叉搜索樹就一定是平衡的,不需要進(jìn)行平衡調(diào)整13、在一個分布式系統(tǒng)中,需要對各個節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步和合并。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于表示和處理這種分布式的數(shù)據(jù)?()A.樹B.圖C.鏈表D.數(shù)組14、設(shè)計一個通信系統(tǒng)中的多輸入多輸出(MIMO)傳輸方案,分析系統(tǒng)容量和誤碼率性能。15、設(shè)計一個基于PLC的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng),能夠根據(jù)環(huán)境溫度和壓力自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。16、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中,棧可以用于表達(dá)式求值。以下關(guān)于棧在表達(dá)式求值中的應(yīng)用,說法不正確的是()A.可以將中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式,然后利用棧進(jìn)行求值B.??梢员4娌僮鲾?shù)和運(yùn)算符,按照運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行計算C.對于復(fù)雜的表達(dá)式,棧的使用可以簡化求值過程D.棧在表達(dá)式求值中只能用于中綴表達(dá)式,不能用于后綴表達(dá)式17、設(shè)計一個數(shù)字頻率計,能夠測量輸入信號的頻率,精度達(dá)到一定要求,給出硬件電路設(shè)計和軟件算法流程。18、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個寬帶放大器,能夠在較寬的頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)信號放大。19、設(shè)計一個基于藍(lán)牙5.0的音頻傳輸系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的無線音頻傳輸,傳輸距離不小于20米,支持雙聲道。20、根據(jù)通信原理,設(shè)計一個數(shù)字電視廣播發(fā)射系統(tǒng),能夠?qū)⒁曨l和音頻信號進(jìn)行調(diào)制并發(fā)射出去。21、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的語音識別系統(tǒng),能夠?qū)μ囟ǖ恼Z音指令進(jìn)行識別和響應(yīng),分析其識別準(zhǔn)確率和實時性。22、設(shè)計一個模擬信號數(shù)字化系統(tǒng)的性能評估方案,包括量化誤差、信噪比等指標(biāo)的測量和分析。23、設(shè)計一個基于光電傳感器的自動化立體車庫車輛檢測與引導(dǎo)系統(tǒng),提高車庫的空間利用率和停車效率。24、設(shè)計一個具有溫度補(bǔ)償功能的壓力傳感器測量電路,提高測量精度,給出電路設(shè)計和溫度補(bǔ)償算法。25、設(shè)計一個高速數(shù)據(jù)采集卡,采樣率達(dá)到200MSa/s,分辨率為14位,輸入范圍為±10V,說明硬件選型和驅(qū)動開發(fā)。26、設(shè)計一個音頻濾波器參數(shù)優(yōu)化電路,能夠根據(jù)輸入音頻信號的特點(diǎn)自動優(yōu)化濾波器的參數(shù),提高音頻質(zhì)量。27、考慮哈希沖突的解決方法,開放定址法和鏈地址法是常見的策略。假設(shè)一個哈希表的負(fù)載較高,容易發(fā)生沖突。以下哪種方法在這種情況下可能表現(xiàn)更好()A.開放定址法B.鏈地址法C.兩種方法效果相同D.無法確定28、已知一個完全二叉樹的節(jié)點(diǎn)總數(shù)為n,若其深度為h(根節(jié)點(diǎn)所在層為1),則以下關(guān)于h的表達(dá)式正確的是?()A.log2(n)B.log2(n)+1C.floor(log2(n))D.floor(log2(n))+129、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的智能倉儲管理系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的入庫、出庫、庫存盤點(diǎn)等功能。30、使用單片機(jī)設(shè)計一個智能煙霧報警器,能夠靈敏檢測煙霧并及時發(fā)出警報。二、綜合題(本大題共5個小題,共25分)1、(本題5分)某城市的停車場管理系統(tǒng)需要記錄車輛的入場時間、出場時間、車牌號和停車位置等信息。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息,實現(xiàn)車輛的入場登記、出場結(jié)算、車位查詢和停車費(fèi)用計算,并能夠優(yōu)化車位分配以提高停車場的利用率。2、(本題5分)某電商平臺的優(yōu)惠券發(fā)放系統(tǒng)需要對優(yōu)惠券的類型、面額、使用條件和發(fā)放記錄進(jìn)行管理。優(yōu)惠券信息包括優(yōu)惠券編號、類型、面額、使用條件、發(fā)放記錄等??紤]使用十字鏈表來存儲這些信息。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能:(1)查詢某種類型優(yōu)惠券的剩余數(shù)量;(2)為用戶發(fā)放優(yōu)惠券并記錄;(3)用戶使用優(yōu)惠券時進(jìn)行核銷;(4)統(tǒng)計不同面額優(yōu)惠券的發(fā)放比例。分析所設(shè)計算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、(本題5分)某高校的課程管理系統(tǒng)需要對課程的選課信息進(jìn)行處理。選課信息包括課程編號、課程名稱、授課教師、選課學(xué)生名單等。這些信息以隊列和棧的組合形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能:(1)按照選課先后順序輸出選課學(xué)生名單;(2)撤銷某個學(xué)生的選課;(3)統(tǒng)計每門課程的選課人數(shù);(4)調(diào)整選課順序,將優(yōu)先選課的學(xué)生排在前面。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、(本題5分)某旅游公司的旅游線路管理系統(tǒng)需要存儲旅游線路的信息,如線路編號、線路名稱、行程安排、價格、成團(tuán)人數(shù)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定線路、按照價格對線路進(jìn)行排序、新增旅游線路、修改線路信息、刪除冷門線路。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法,并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。5、(本題5分)某在線考試的監(jiān)考系統(tǒng)需要實時監(jiān)控考生的答題狀態(tài)、行為異常和交卷時間。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法,保障考試的公平公正和順利進(jìn)行。三、簡答題(本大題共5個小題,共25分)1、(本題5分)解釋線段樹在處理區(qū)間相交問題時的思路和算法。2、(本題5分)論述如何使用計數(shù)排序?qū)μ囟l件下的數(shù)組進(jìn)行排序,給出算法步驟和時間復(fù)雜度分析。3、(本題5分)詳細(xì)闡述如何在一個圖中使用深度優(yōu)先搜索計算頂點(diǎn)的連通度。4、(本題5分)解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場景,如逆波蘭表

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