中南民族大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗》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_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，排序算法用于將元素按照特定的順序排列。以下關(guān)于排序算法的描述，不正確的是：（）A.冒泡排序通過不斷比較相鄰元素并交換位置，將最大的元素逐步“冒泡”到末尾B.插入排序?qū)⒋判蛟夭迦氲揭雅判虿糠值倪m當位置，適用于小規(guī)模數(shù)據(jù)C.快速排序通過選擇一個基準元素，將數(shù)據(jù)分為兩部分，然后對兩部分分別遞歸排序D.所有排序算法的時間復(fù)雜度在最好、平均和最壞情況下都是相同的，不受數(shù)據(jù)分布的影響2、設(shè)計一個基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度、光照強度、風(fēng)速等參數(shù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。3、設(shè)計一個簡單的機器人手臂控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)多個關(guān)節(jié)的運動控制，包括電機驅(qū)動和位置反饋控制，闡述控制算法和系統(tǒng)實現(xiàn)。4、設(shè)計一個高速數(shù)據(jù)采集卡，采樣率達到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)。5、設(shè)計一個光耦隔離電路，實現(xiàn)輸入輸出信號的電氣隔離，給出電路參數(shù)和應(yīng)用場景。6、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個充電樁控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對電動汽車的充電管理和保護功能。7、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)8、設(shè)計一個基于數(shù)字鎖相放大器的微弱信號檢測系統(tǒng)，能夠從強噪聲背景中檢測出微弱信號。9、設(shè)計一個基于PLC的工業(yè)機器人控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機器人的運動軌跡規(guī)劃、動作控制和故障診斷功能。10、設(shè)計一個基于USBType-C接口的電源適配器，能夠提供多種輸出電壓和電流，包括電路設(shè)計和協(xié)議支持。11、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計一個用于環(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。12、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字通信收發(fā)系統(tǒng)，支持常見的通信協(xié)議，如UART、SPI等。13、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進行灰度化、二值化、邊緣檢測等基本操作，并顯示處理后的結(jié)果。14、設(shè)計一個圖像處理中的邊緣檢測算法，并在實際圖像上進行測試和優(yōu)化，分析算法的復(fù)雜度和準確性。15、設(shè)計一個4G通信模塊的接口電路，能夠?qū)崿F(xiàn)與微處理器的通信，詳細說明硬件連接和通信協(xié)議。16、設(shè)計一個無線通信中的頻譜感知性能評估系統(tǒng)，包括檢測概率和虛警概率等指標。17、設(shè)計一個通信系統(tǒng)中的數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路，支持ASK、FSK、PSK等調(diào)制方式，能夠?qū)斎氲臄?shù)字信號進行調(diào)制，并準確解調(diào)恢復(fù)出原始信號，詳細說明設(shè)計方案和實現(xiàn)過程。18、利用數(shù)字電路技術(shù)，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報警等功能。19、當使用數(shù)組實現(xiàn)隊列時，為了避免假溢出，通常采用循環(huán)隊列的方式。假設(shè)一個循環(huán)隊列的容量為10，當前隊頭指針為3，隊尾指針為8。此時入隊一個元素后，隊尾指針應(yīng)該指向哪里（）A.9B.0C.7D.120、在圖的存儲結(jié)構(gòu)中，鄰接多重表主要用于解決鄰接表在某些操作上的不便。假設(shè)需要頻繁地判斷兩個頂點之間是否存在邊，以下關(guān)于鄰接多重表的特點，哪個是相關(guān)的優(yōu)勢（）A.節(jié)省存儲空間B.便于邊的刪除和插入C.快速判斷邊的存在性D.以上都不是二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋圖的歐拉回路和歐拉路徑是什么，以及如何判斷一個圖是否存在歐拉回路或歐拉路徑。2、（本題5分）深入分析在具有n個頂點和e條邊的無向圖中，如何使用克魯斯卡爾（Kruskal）算法求解最大生成樹，并說明與求解最小生成樹的區(qū)別。3、（本題5分）對于一個用鄰接表存儲的有向圖，詳細闡述如何進行深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷，給出兩種遍歷算法的步驟和實現(xiàn)代碼框架。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）研究伸展樹在處理海量數(shù)據(jù)時的局限性，提出改進方向和設(shè)計方案。2、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用鏈表實現(xiàn)一個隊列，模擬火車站售票窗口的排隊情況。3、（本題5分）優(yōu)化后綴樹的空間占用，設(shè)計在實際應(yīng)用中的存儲方案。4、（本題5分）設(shè)計一個哈希表，處理沖突采用鏈地址法，實現(xiàn)插入、查找和刪除操作，并分析其性能。5、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用平衡二叉樹存儲電影的評分和評論，實現(xiàn)按評分進行排序和查找。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個超市的促銷活動管理系統(tǒng)需要存儲促銷活動的信息，如活動編號、活動名稱、活動時間、優(yōu)惠方式、參與商品等。系統(tǒng)要支持快速查找特定促銷活動、按照活動時間對活動進行排序、新增促銷活動、修改活動規(guī)則、結(jié)束活動。請確定恰當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。2、（本題10分）一個在線音樂平臺的歌單管理系統(tǒng)需要記錄歌單信息、歌曲列表和