西華大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》2019-2020學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》2019-2020學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______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、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC的壓力測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量范圍為0-100MPa，精度為0.1MPa，通過串口將測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Zigbee和藍(lán)牙的融合通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的無縫通信，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和通信協(xié)議。3、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信中的碼間干擾補(bǔ)償電路，分析補(bǔ)償效果和對(duì)系統(tǒng)性能的影響。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的數(shù)字濾波器，能夠?qū)σ纛l信號(hào)進(jìn)行低通濾波，截止頻率為2kHz，給出算法實(shí)現(xiàn)和代碼優(yōu)化。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)貨架系統(tǒng)，能夠自動(dòng)存取貨物并進(jìn)行庫(kù)存管理。6、在圖的存儲(chǔ)中，鄰接多重表常用于無向圖的存儲(chǔ)。以下關(guān)于鄰接多重表的優(yōu)點(diǎn)，描述錯(cuò)誤的是（）A.便于刪除和插入邊B.節(jié)省存儲(chǔ)空間C.便于判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否有邊D.對(duì)有向圖的存儲(chǔ)效果更好7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)水中的溶解氧、pH值、電導(dǎo)率等參數(shù)，并通過GPRS模塊將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。8、設(shè)計(jì)一個(gè)具有USB接口的數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取，包括硬件接口設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)管理軟件。9、在一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，需要不斷地接收新的數(shù)據(jù)，并在固定的時(shí)間間隔內(nèi)計(jì)算數(shù)據(jù)的平均值、中位數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)信息。為了高效地完成這些計(jì)算，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.雙端隊(duì)列，存儲(chǔ)最新的數(shù)據(jù)B.優(yōu)先隊(duì)列，快速獲取最大和最小數(shù)據(jù)C.循環(huán)隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輪轉(zhuǎn)存儲(chǔ)D.有序數(shù)組，便于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算10、考慮一個(gè)搜索引擎的索引構(gòu)建過程，需要對(duì)大量的網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容進(jìn)行分詞、索引和存儲(chǔ)，以便能夠快速地根據(jù)用戶的查詢關(guān)鍵詞返回相關(guān)的網(wǎng)頁(yè)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于搜索引擎的索引構(gòu)建和查詢處理？（）A.倒排索引和分詞算法B.正排索引和冒泡排序C.索引鏈表和選擇排序D.索引數(shù)組和插入排序11、設(shè)計(jì)一個(gè)鎖相環(huán)（PLL）頻率合成器，輸出特定頻率的穩(wěn)定信號(hào)，分析其相位噪聲和鎖定時(shí)間。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.0技術(shù)的無線音頻傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的音頻數(shù)據(jù)傳輸，給出系統(tǒng)的性能測(cè)試結(jié)果。13、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)差分放大器，用于抑制共模信號(hào)，放大差模信號(hào)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字濾波器的信號(hào)降噪系統(tǒng)，能夠有效去除輸入信號(hào)中的噪聲，提高信號(hào)質(zhì)量。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，闡述系統(tǒng)組成和控制策略。16、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于舞臺(tái)燈光控制的調(diào)光器，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光的平滑調(diào)節(jié)和多種燈光效果。17、考慮到一個(gè)算法的時(shí)間復(fù)雜度分析，假設(shè)有一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作，其平均時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)，但在最壞情況下可能達(dá)到O(n)。在實(shí)際應(yīng)用中，如果對(duì)操作的性能要求較高，以下哪種策略可能是合適的？（）A.接受最壞情況，不做額外優(yōu)化B.嘗試改進(jìn)算法，降低最壞情況的時(shí)間復(fù)雜度C.增加硬件資源以應(yīng)對(duì)最壞情況D.更換數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)18、考慮到一個(gè)圖的遍歷問題，假設(shè)需要判斷一個(gè)圖是否存在環(huán)，并且找出所有的環(huán)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于解決這類問題？（）A.深度優(yōu)先搜索結(jié)合棧B.廣度優(yōu)先搜索結(jié)合隊(duì)列C.拓?fù)渑判蚪Y(jié)合棧D.強(qiáng)連通分量算法結(jié)合并查集19、設(shè)計(jì)一個(gè)具有電源管理功能的集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同電源軌的監(jiān)控和控制，給出電路設(shè)計(jì)和功能驗(yàn)證。20、AVL樹是一種平衡二叉搜索樹。關(guān)于AVL樹的特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.AVL樹通過旋轉(zhuǎn)操作來保持樹的平衡，左右子樹的高度差不超過1B.在AVL樹中進(jìn)行插入和刪除操作后，需要通過調(diào)整來恢復(fù)平衡，時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)C.AVL樹的查找效率在最壞情況下也能保證為O(logn)D.AVL樹的空間復(fù)雜度比普通二叉搜索樹高，不適合存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）深入分析在具有n個(gè)元素的鏈表中，如何刪除指定位置的節(jié)點(diǎn)，并給出具體的算法步驟和代碼實(shí)現(xiàn)。2、（本題5分）說明二叉樹的遍歷算法中，如何使用非遞歸方式實(shí)現(xiàn)前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷。3、（本題5分）論述如何利用深度優(yōu)先搜索算法判斷圖是否為連通圖，并給出相應(yīng)的代碼實(shí)現(xiàn)思路。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)程序，對(duì)一個(gè)平衡二叉樹進(jìn)行左旋和右旋操作，并輸出操作后的中序遍歷序列。2、（本題5分）以鏈表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)股票交易記錄管理系統(tǒng)，記錄股票的買賣時(shí)間、價(jià)格和數(shù)量。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用鏈表實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，隊(duì)列元素為任務(wù)，按照任務(wù)的緊急程度進(jìn)行調(diào)度。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的完全二叉樹中，根據(jù)節(jié)點(diǎn)編號(hào)查找其雙親節(jié)點(diǎn)和左右孩子節(jié)點(diǎn)的編號(hào)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個(gè)網(wǎng)約車平臺(tái)的司機(jī)評(píng)分系統(tǒng)，能夠根據(jù)乘客的評(píng)價(jià)計(jì)算司機(jī)的綜合評(píng)分。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）某學(xué)校的圖書館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書信息，包括圖書編號(hào)、書名、作者、出版社、出版年份、館藏?cái)?shù)量、借閱狀態(tài)等。請(qǐng)為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠快速查找特定圖書、按作者或出版社分類查詢、統(tǒng)計(jì)熱門圖書，