西安科技大學高新學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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)計一個智能電表的通信接口電路，能夠與上位機進行數(shù)據(jù)通信，包括接口類型選擇和電路設(shè)計。2、設(shè)計一個簡單的無線充電系統(tǒng)，輸出功率為5W，效率不低于70%，說明系統(tǒng)原理和關(guān)鍵部件。3、在圖的應(yīng)用中，最小生成樹是一個重要的概念。關(guān)于最小生成樹的算法，以下說法錯誤的是（）A.Prim算法和Kruskal算法都可以用于求解最小生成樹B.Prim算法從一個頂點開始，逐步擴展生成樹C.Kruskal算法按照邊的權(quán)值從小到大選擇邊來構(gòu)建生成樹D.最小生成樹是唯一的，無論使用哪種算法得到的結(jié)果都相同4、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的語音增強系統(tǒng)，能夠在噪聲環(huán)境下提高語音的清晰度和可懂度。5、在樹的遍歷中，先序遍歷、中序遍歷和后序遍歷可以得到不同的節(jié)點訪問順序。以下關(guān)于這三種遍歷方式的應(yīng)用場景，描述錯誤的是（）A.先序遍歷常用于創(chuàng)建二叉樹的副本B.中序遍歷常用于對二叉搜索樹進行排序操作C.后序遍歷常用于計算二叉樹中節(jié)點的數(shù)量D.這三種遍歷方式的應(yīng)用場景是固定的，不能相互替代6、設(shè)計一個基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測環(huán)境溫度，并通過控制加熱或制冷設(shè)備將溫度穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，要求精度為±1℃，并給出硬件電路設(shè)計和軟件編程思路。7、設(shè)計一個基于藍牙5.0的低功耗無線傳感器節(jié)點，實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和傳輸，描述節(jié)點的硬件設(shè)計和功耗優(yōu)化措施。8、考慮一個在線購物車系統(tǒng)，需要存儲用戶添加的商品信息，包括商品ID、數(shù)量和價格，并支持商品的添加、刪除和修改操作。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.二叉搜索樹，根據(jù)商品ID存儲B.鏈表，動態(tài)管理商品信息C.數(shù)組，順序存儲購物車內(nèi)容D.哈希表，快速定位商品9、設(shè)計一個基于Wi-Fi的智能家居網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同智能家居設(shè)備之間的互聯(lián)互通和集中控制。10、設(shè)計一個數(shù)字電壓表電路，能夠測量直流電壓，測量范圍為0V到100V，精度為±0.1V。11、設(shè)計一個基于STM32的智能水質(zhì)凈化系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)，并自動控制凈化設(shè)備的運行，保證水質(zhì)達標。12、字符串在計算機程序中經(jīng)常被處理。假設(shè)我們正在對兩個字符串進行操作。以下關(guān)于字符串的描述，哪一項是不準確的？（）A.字符串的存儲方式可以是字符數(shù)組或字符指針B.字符串的比較可以通過逐個字符比較來實現(xiàn)C.字符串的常見操作包括查找、替換、拼接等，它們的時間復(fù)雜度通常與字符串的長度成正比D.所有的字符串操作算法的時間復(fù)雜度都是最優(yōu)的，無法進一步優(yōu)化13、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率，具有較高的測量精度和較寬的測量范圍。14、設(shè)計一個計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，滿足特定的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、性能和可靠性要求，進行網(wǎng)絡(luò)性能分析和優(yōu)化。15、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)。16、設(shè)計一個低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于1dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-5kHz。17、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個電梯控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電梯的上下運行、樓層?？亢统d檢測等功能。18、設(shè)計一個低功耗集成電路系統(tǒng)，從電路結(jié)構(gòu)、電源管理等方面考慮降低功耗，分析功耗優(yōu)化效果。19、在一個鏈式存儲的棧中，進行出棧操作時，需要判斷棧是否為空，判斷條件是？（）A.棧頂指針為NULLB.棧頂指針指向的節(jié)點數(shù)據(jù)為NULLC.棧頂指針的值小于0D.棧頂指針的值大于棧的最大容量20、設(shè)計一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位系統(tǒng)，能夠確定節(jié)點的位置信息，描述系統(tǒng)的原理和實現(xiàn)方法。21、設(shè)計一個基于單片機的智能風扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速。22、設(shè)計一個基于深度學習的數(shù)字圖像分類系統(tǒng)，分析模型的準確性和泛化能力。23、設(shè)計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像的縮放、旋轉(zhuǎn)等功能，給出硬件設(shè)計和圖像處理算法。24、在一個大頂堆中，若父節(jié)點的索引為i，則其左子節(jié)點的索引為？（）A.2i+1B.2iC.2i-1D.i/225、設(shè)計一個基于數(shù)字信號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。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細闡述桶排序在處理不均勻分布數(shù)據(jù)時的問題和解決方法。2、（本題5分）探討在一個具有n個頂點的無向圖中，如何判斷兩個頂點之間是否存在路徑。3、（本題5分）詳細闡述如何使用A*算法在圖中進行尋路，解釋其啟發(fā)函數(shù)的作用和設(shè)計原則，并分析其性能優(yōu)勢。4、（本題5分）解釋并舉例說明在一個具有n個元素的順序表中，如何使用排序算法進行數(shù)據(jù)去重。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個電商平臺的商品質(zhì)量評估系統(tǒng)，根據(jù)用戶反饋評估商品質(zhì)量。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用鏈表實現(xiàn)雙向鏈表的合并功能，輸入兩個雙向鏈表進行合并并展示結(jié)果。3、（本題5分）使用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計一個校園活動場地預(yù)約系統(tǒng)，避免場地使用沖突。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用遞歸思想實現(xiàn)對給定二叉樹的鏡像反轉(zhuǎn)操作，輸出反轉(zhuǎn)后的二叉樹。5、（本題5分）設(shè)計一個算法，用鄰接矩陣和鄰接表兩種方式存儲圖結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)從一種存儲方式轉(zhuǎn)換到另一種的功能。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某社交網(wǎng)絡(luò)平臺需要存儲用戶之間的好友關(guān)系，并能夠快速地查詢某個用戶的好友列表、共同好友以及二度好友。請選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并設(shè)計相應(yīng)的算法來實現(xiàn)這些功能。2、（本題10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