信陽師范大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023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)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于環(huán)境監(jiān)測的空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)，能夠檢測多種污染物的濃度。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號(hào)加密系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的加密和解密，闡述加密算法和硬件實(shí)現(xiàn)。3、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)環(huán)境的粉塵濃度監(jiān)測系統(tǒng)，及時(shí)預(yù)警粉塵超標(biāo)情況。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字濾波器的信號(hào)去噪系統(tǒng)，分析去噪效果和對(duì)原始信號(hào)的保真度。5、設(shè)計(jì)一個(gè)可編程邏輯器件（PLD）實(shí)現(xiàn)的簡單數(shù)字邏輯功能，如加法器、計(jì)數(shù)器等，進(jìn)行功能驗(yàn)證和性能評(píng)估。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的水質(zhì)凈化設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動(dòng)控制凈化過程。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CPLD的邏輯控制電路，實(shí)現(xiàn)特定的邏輯功能，包括電路設(shè)計(jì)和功能仿真。8、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)光伏逆變器，將太陽能板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并入電網(wǎng)。9、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器參數(shù)優(yōu)化電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號(hào)的特點(diǎn)自動(dòng)優(yōu)化濾波器的參數(shù)，提高音頻質(zhì)量。10、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器，采用甲類放大方式，在8Ω負(fù)載下輸出功率不小于10W，給出電路設(shè)計(jì)和熱設(shè)計(jì)。11、設(shè)計(jì)一個(gè)智能水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)如pH值、溶解氧等，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和分析，闡述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件功能。12、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的太陽能充電控制器，能夠?qū)⑻柲茈姵匕遢敵龅碾娔苡行У卮鎯?chǔ)到蓄電池中，并防止過充和過放。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬比較器和觸發(fā)器的脈沖整形電路，將不規(guī)則脈沖整形為標(biāo)準(zhǔn)脈沖。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的智能家電控制系統(tǒng)，能夠通過手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制家中的電視、空調(diào)、冰箱等家電設(shè)備的開關(guān)和工作模式。15、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信和協(xié)議轉(zhuǎn)換。二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)無向圖中進(jìn)行最小生成樹的Kruskal算法的優(yōu)化，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其效果。2、（本題5分）深入解釋在具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，如何計(jì)算頂點(diǎn)的拓?fù)渑判蛐蛄械膫€(gè)數(shù)，并給出一種有效的計(jì)算方法和代碼示例。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在圖的深度優(yōu)先遍歷算法中，如何使用遞歸和非遞歸的方式實(shí)現(xiàn)，以及如何避免重復(fù)訪問節(jié)點(diǎn)。4、（本題5分）在圖的存儲(chǔ)中，如何處理大圖？有哪些優(yōu)化方法和算法適用于大圖的存儲(chǔ)和遍歷？三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某旅游公司的旅游線路管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)旅游線路的信息，如線路編號(hào)、線路名稱、行程安排、價(jià)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(jià)格對(duì)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(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。2、（本題5分）某公司的客戶關(guān)系管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)客戶的基本信息、購買記錄、投訴建議和跟進(jìn)狀態(tài)等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)客戶信息的添加、刪除、查找和修改，購買記錄的分析，投訴建議的處理和跟進(jìn)狀態(tài)的更新，并能夠?qū)蛻暨M(jìn)行分類和價(jià)值評(píng)估。3、（本題5分）一個(gè)健身房管理系統(tǒng)需要記錄會(huì)員的信息、鍛煉計(jì)劃、課程預(yù)約和消費(fèi)記錄。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化會(huì)員管理和服務(wù)提供。4、（本題5分）一個(gè)在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要對(duì)玩家的得分進(jìn)行實(shí)時(shí)更新和排名。得分信息以斐波那契堆的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）玩家得分增加或減少時(shí)更新排名；（2）查找排名前N的玩家；（3）刪除某個(gè)玩家的得分記錄；（4）計(jì)算排名的平均得分。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）某城市的交通管理系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控道路的車流量，并根據(jù)車流量調(diào)整信號(hào)燈的時(shí)間。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速地統(tǒng)計(jì)各個(gè)路段的車流量，并及時(shí)更新信號(hào)燈的控制策略。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）采用鄰接多重表存儲(chǔ)無向圖，設(shè)計(jì)深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法，并進(jìn)行性能對(duì)比。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)二叉樹中找出所有節(jié)點(diǎn)值在給定范圍