延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與算法分析A》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與算法分析A》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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FPGA的數(shù)字信號調(diào)制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)ASK、FSK、PSK等調(diào)制方式。2、基于通信中的編碼調(diào)制技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)高效的數(shù)字通信系統(tǒng)，提高頻譜利用率和傳輸速率。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)的頻率合成器電路，輸出頻率范圍為100kHz-1GHz，頻率分辨率不大于1kHz，相位噪聲小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)D像進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8S的智能家電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制和智能場景切換，給出硬件電路和通信協(xié)議。6、設(shè)計(jì)一個(gè)正弦波信號發(fā)生器，輸出頻率在100kHz至1GHz連續(xù)可調(diào)，采用鎖相環(huán)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，說明工作原理和硬件設(shè)計(jì)。7、考慮用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)一個(gè)字典功能，要求能夠快速插入、刪除和查找元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的（）A.紅黑樹B.跳表C.堆D.以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可以8、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，堆通常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。假設(shè)需要構(gòu)建一個(gè)最大堆，以下關(guān)于堆的調(diào)整操作，哪個(gè)是關(guān)鍵的步驟（）A.從根節(jié)點(diǎn)開始，比較每個(gè)節(jié)點(diǎn)與其子節(jié)點(diǎn)的值B.從葉子節(jié)點(diǎn)開始，向上調(diào)整節(jié)點(diǎn)的位置C.隨機(jī)選擇節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較和調(diào)整D.不需要進(jìn)行調(diào)整，初始構(gòu)建就是正確的9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CPLD的數(shù)字信號發(fā)生器，能夠產(chǎn)生多種復(fù)雜的數(shù)字信號，包括信號類型選擇和參數(shù)設(shè)置。10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表自動(dòng)量程切換與高精度測量電路，能夠根據(jù)輸入電壓自動(dòng)切換量程，并實(shí)現(xiàn)高精度的測量。11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理中的音頻時(shí)頻分析和特征提取系統(tǒng)，分析特征的有效性。12、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能血壓計(jì)，能夠準(zhǔn)確測量血壓值，并將數(shù)據(jù)存儲和傳輸。13、設(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)監(jiān)測土壤濕度、溫度、酸堿度等參數(shù)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠同時(shí)監(jiān)測多種環(huán)境參數(shù)如溫度、濕度、光照、PM2.5等，并進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳和分析，闡述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件功能。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的微分器電路，能夠?qū)斎胄盘栠M(jìn)行微分運(yùn)算，輸入信號頻率范圍為0-100Hz。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測與跟蹤系統(tǒng)，能夠在復(fù)雜背景下準(zhǔn)確檢測和跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。17、考慮一個(gè)在線游戲中的玩家對戰(zhàn)匹配系統(tǒng)，需要根據(jù)玩家的等級和等待時(shí)間來進(jìn)行匹配。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以高效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)匹配過程？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，按照等級和等待時(shí)間排序B.數(shù)組，隨機(jī)選擇匹配對象C.鏈表，逐個(gè)比較進(jìn)行匹配D.二叉樹，根據(jù)等級劃分存儲18、在一個(gè)有序數(shù)組中，使用二分查找查找一個(gè)特定元素，如果查找失敗，最終比較次數(shù)與數(shù)組長度n的關(guān)系是：（）A.比較次數(shù)小于等于log?(n+1)B.比較次數(shù)等于nC.比較次數(shù)小于等于n/2D.比較次數(shù)小于等于n-119、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.0的音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)音頻無線傳輸，給出系統(tǒng)架構(gòu)和藍(lán)牙協(xié)議配置。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號處理的音頻濾波器，實(shí)現(xiàn)對特定頻率范圍的音頻信號進(jìn)行濾波，分析濾波效果。二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述后綴樹在基因序列分析中的應(yīng)用可能性和挑戰(zhàn)。2、（本題5分）解釋如何使用線段樹求解區(qū)間和問題，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）探討在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，如何判斷是否存在回路，并說明其算法思想。4、（本題5分）深入分析在一個(gè)具有n個(gè)元素的順序表中，如何進(jìn)行排序算法的性能比較和分析。5、（本題5分）詳細(xì)闡述圖這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示方法（鄰接矩陣和鄰接表），以及圖的深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）基于AVL樹和廣度優(yōu)先搜索算法，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)中找出具有最多共同好友的用戶對。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用線段樹和克魯斯卡爾算法的結(jié)合，為一個(gè)區(qū)域的電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃線路，確保供電可靠性和成本優(yōu)化。3、（本題5分）使用棧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)，判斷一個(gè)字符串中的括號是否匹配。4、（本題5分）基于字典樹和堆的組合，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，快速找出文本中出現(xiàn)頻率最高的前k個(gè)單詞。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用堆結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對一組任務(wù)按照難度和重要程度進(jìn)行優(yōu)先級排序。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在一個(gè)電商平臺的商品推薦系統(tǒng)中，需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史、購買記錄和相似用戶的行為來為用戶推薦商品。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)推薦算法，能夠快速為用戶生成準(zhǔn)確的商品推薦列表，同時(shí)考慮實(shí)時(shí)更新和個(gè)性化需求。2、（本題10分）一個(gè)超市的促銷活動(dòng)管理系統(tǒng)需要存儲促銷活動(dòng)的信息，如活動(dòng)編號、活動(dòng)名稱、活動(dòng)時(shí)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(dòng)、按照活動(dòng)時(shí)間對活動(dòng)進(jìn)行排序、新增促銷活動(dòng)、修改活動(dòng)規(guī)則、結(jié)束活動(dòng)。請確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。3、（本題10分）假設(shè)一個(gè)在線投票系統(tǒng)需要記錄投票主題、選項(xiàng)和投票人的投票