北京體育職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁北京體育職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1》

2023-2024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)計一個通信系統(tǒng)中的自適應(yīng)編碼調(diào)制（ACM）控制模塊，實現(xiàn)根據(jù)信道條件動態(tài)調(diào)整編碼和調(diào)制方式。2、設(shè)計一個簡單的數(shù)字示波器的觸發(fā)電路，能夠準(zhǔn)確捕捉輸入信號的特定特征，闡述觸發(fā)電路的原理和設(shè)計。3、并查集是一種用于處理不相交集合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用并查集解決問題。以下關(guān)于并查集的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.并查集通過路徑壓縮和按秩合并兩種優(yōu)化方法提高操作效率B.可以使用并查集判斷兩個元素是否屬于同一個集合C.并查集的查找操作的時間復(fù)雜度在經(jīng)過優(yōu)化后可以達(dá)到O(1)D.并查集只能用于處理整數(shù)元素，不能處理其他類型的數(shù)據(jù)4、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究中，算法分析是重要的環(huán)節(jié)。以下關(guān)于算法分析方法的描述，錯誤的是：（）A.可以通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)計算算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度B.可以通過實驗測試來評估算法在不同規(guī)模輸入下的性能C.算法分析只需要關(guān)注平均情況，不需要考慮最壞情況D.可以通過對比不同算法的性能來選擇最優(yōu)算法5、設(shè)計一個數(shù)字音頻處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻的采集、編碼、存儲和播放，具備一定的音頻特效處理功能。6、在一個圖像識別系統(tǒng)中，需要對大量的圖像特征向量進(jìn)行聚類分析。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于實現(xiàn)圖像特征的聚類？（）A.K-Means算法結(jié)合鏈表B.層次聚類算法和二叉樹C.密度聚類算法和數(shù)組D.以上算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可能用到，取決于具體需求7、設(shè)計一個基于單片機(jī)的智能電表，能夠測量電能參數(shù)并進(jìn)行顯示和通信，給出電表的硬件電路和軟件程序。8、設(shè)計一個溫度控制系統(tǒng)電路，能夠根據(jù)設(shè)定的溫度自動控制加熱或冷卻設(shè)備，使環(huán)境溫度保持在設(shè)定值附近，精度為±1℃。9、設(shè)計一個通信系統(tǒng)中均衡器收斂速度和失調(diào)的優(yōu)化方案，分析對系統(tǒng)性能的改善。10、根據(jù)通信原理，設(shè)計一個衛(wèi)星通信地面站的天線跟蹤控制系統(tǒng)，確保天線始終對準(zhǔn)衛(wèi)星。11、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字濾波器，實現(xiàn)低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，給出設(shè)計過程和資源利用分析。12、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。13、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，能夠通過改變輸入電壓實現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。14、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個函數(shù)信號發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波、方波和三角波等常見信號，且頻率和幅度可調(diào)。15、設(shè)計一個數(shù)字音頻處理中的音頻降噪系統(tǒng)，分析降噪效果和對音質(zhì)的影響。16、設(shè)計一個簡單的光電編碼器接口電路，能夠準(zhǔn)確讀取編碼器的輸出信號，用于位置測量，闡述電路原理和接口程序。17、設(shè)計一個用于智能手表的電源管理芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗運行和快速充電，給出芯片架構(gòu)和功能模塊。18、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的語音增強(qiáng)系統(tǒng)，能夠在噪聲環(huán)境下提高語音的清晰度和可懂度。19、設(shè)計一個基于FPGA的圖像增強(qiáng)系統(tǒng)，能夠?qū)D像進(jìn)行對比度增強(qiáng)、亮度調(diào)整等操作。20、當(dāng)處理一個動態(tài)增長和收縮的數(shù)據(jù)集合時，例如一個不斷有元素插入和刪除的集合，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在空間利用和操作效率上可能表現(xiàn)更優(yōu)（）A.數(shù)組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹21、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。22、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索（DFS）和廣度優(yōu)先搜索（BFS）是兩種基本方法。關(guān)于這兩種算法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.DFS從起始節(jié)點開始，沿著一條路徑盡可能深地訪問節(jié)點，然后回溯B.BFS從起始節(jié)點開始，逐層地訪問相鄰節(jié)點C.DFS和BFS的時間復(fù)雜度均與圖的節(jié)點數(shù)量和邊的數(shù)量有關(guān)，通常為O(n+m)，其中n是節(jié)點數(shù)量，m是邊的數(shù)量D.DFS適合用于查找最短路徑，BFS適合用于判斷圖是否連通23、設(shè)計一個基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進(jìn)行實時邊緣檢測，采用Sobel算子，給出硬件架構(gòu)和Verilog代碼實現(xiàn)。24、在一個鏈?zhǔn)酱鎯Φ臈Ｖ校M(jìn)行出棧操作時，如果棧為空，會發(fā)生什么情況？（）A.正常出棧，返回空值B.程序報錯C.自動添加一個默認(rèn)值D.等待用戶輸入值25、運用集成電路知識，設(shè)計一款用于智能手機(jī)的攝像頭圖像處理芯片，具備圖像增強(qiáng)、降噪和色彩校正功能。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述AVL樹在插入和刪除操作時的平衡調(diào)整對樹的整體結(jié)構(gòu)的影響。2、（本題5分）論述在哈希表中，當(dāng)沖突發(fā)生時，如何選擇合適的沖突解決方法以提高性能。3、（本題5分）解釋跳表的概念和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點，說明其插入、刪除和查找操作的算法步驟，分析跳表與其他搜索結(jié)構(gòu)的性能比較。4、（本題5分）論述如何利用圖的深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法解決迷宮問題。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個基于字典樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)單詞的存儲、查找和統(tǒng)計操作。2、（本題5分）設(shè)計一個基數(shù)排序算法，對多位數(shù)進(jìn)行排序，分析其性能優(yōu)勢和適用情況。3、（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。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，用B樹存儲大量的學(xué)生信息，實現(xiàn)快速的信息查詢和修改操作。5、（本題5分）利用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計一個物流倉庫貨物存儲位置規(guī)劃系統(tǒng)，優(yōu)化貨物的存取效率。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）假設(shè)有一個電商網(wǎng)站，需要實時處理大量的訂單信息。訂單信息包括訂單號、商品名稱、購買數(shù)量、客戶姓名、收貨地址等。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和管理這些訂單數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)訂單的快速插入、查找、修改和刪除操作，同時能夠高效地統(tǒng)計不同商品的銷售數(shù)量。2、（本題10分）某公司的項目管理系統(tǒng)需要存儲項目信息，如項目編號、項目名稱、負(fù)責(zé)人、項目進(jìn)度、預(yù)算等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定項目、按照項目進(jìn)度對項目進(jìn)