云南國土資源職業(yè)學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用算法》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁云南國土資源職業(yè)學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用算法》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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)計一個數(shù)字電路中的觸發(fā)器電路，如JK觸發(fā)器，分析其工作特性和時序關(guān)系。2、根據(jù)通信原理，設(shè)計一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)。3、設(shè)計一個基于FPGA的圖像增強系統(tǒng)，能夠提高圖像的對比度和亮度，說明算法和硬件實現(xiàn)。4、在圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，鄰接矩陣和鄰接表是兩種常見的存儲方式。關(guān)于這兩種存儲方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.鄰接矩陣使用二維數(shù)組來表示圖中節(jié)點之間的關(guān)系，空間復(fù)雜度較高B.鄰接表使用鏈表或數(shù)組來存儲節(jié)點的鄰接節(jié)點，適用于稀疏圖C.對于稠密圖，鄰接表的存儲方式比鄰接矩陣更節(jié)省空間D.無論是鄰接矩陣還是鄰接表，在判斷兩個節(jié)點是否相鄰時，時間復(fù)雜度都是O(1)5、設(shè)計一個具有自動校準功能的模擬信號采集系統(tǒng)，提高采集精度，給出系統(tǒng)的設(shè)計方案和校準算法。6、設(shè)計一個基于霍爾傳感器的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，能夠準確測量電機的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)實時顯示。7、設(shè)計一個基于深度學習的數(shù)字圖像分類系統(tǒng)，分析模型的準確性和泛化能力。8、設(shè)計一個通信系統(tǒng)中的擴頻通信模塊，實現(xiàn)某種擴頻方式，分析其抗干擾性能和傳輸效率。9、設(shè)計一個直流穩(wěn)壓電源，能夠輸出穩(wěn)定的直流電壓，具有過壓保護、過流保護等功能。10、設(shè)計一個音頻混音器電路，能夠?qū)⒍嗦芬纛l信號混合輸出，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)調(diào)整方法。11、設(shè)計一個基于無線通信模塊和傳感器的工業(yè)設(shè)備遠程監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的遠程監(jiān)控。12、設(shè)計一個基于模擬積分器的積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），分析其轉(zhuǎn)換精度和速度。13、設(shè)計一個基于音頻功率放大器芯片的音響系統(tǒng)，輸出功率不小于50W，具備高低音調(diào)節(jié)功能。14、當需要構(gòu)建一個能夠表示家族關(guān)系的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，假設(shè)每個節(jié)點代表一個家庭成員，并且需要方便地查找某個成員的祖先和后代。以下哪種樹形結(jié)構(gòu)最合適？（）A.二叉樹B.二叉搜索樹C.多叉樹D.紅黑樹15、設(shè)計一個基于藍牙的智能手表，能夠顯示時間、日期、天氣信息，監(jiān)測心率、運動步數(shù)和睡眠質(zhì)量，并與手機進行數(shù)據(jù)同步。16、在一個數(shù)據(jù)壓縮算法中，需要構(gòu)建一個頻率字典來存儲字符出現(xiàn)的頻率，以便進行編碼。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實現(xiàn)這個頻率字典？（）A.哈希表B.平衡二叉搜索樹C.紅黑樹D.跳表17、設(shè)計一個基于DSP的語音識別系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)特定語音指令的識別和響應(yīng)，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和識別算法。18、設(shè)計一個數(shù)字音頻處理中的音頻特效生成和控制模塊，分析特效的多樣性和可控性。19、考慮一個圖書館管理系統(tǒng)，需要存儲圖書的信息，包括書名、作者、ISBN號、借閱狀態(tài)等，并能夠根據(jù)不同的條件進行快速查詢和排序，如按照借閱次數(shù)、出版年份等。為了實現(xiàn)這些功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有效的？（）A.冒泡排序算法結(jié)合數(shù)組B.快速排序算法結(jié)合鏈表C.歸并排序算法結(jié)合二叉樹D.插入排序算法結(jié)合棧20、在一個需要對一組數(shù)據(jù)進行去重操作的場景中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地實現(xiàn)這個功能？（）A.集合，自動去除重復(fù)元素B.數(shù)組，需要額外的算法進行去重C.鏈表，去重操作復(fù)雜且效率低D.棧，不適合進行去重操作二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細解釋在一個具有n個元素的二叉樹中，如何求葉子節(jié)點的個數(shù)。2、（本題5分）詳細說明冒泡排序算法的優(yōu)化思路和具體實現(xiàn)方法，并舉例說明優(yōu)化后的效果。3、（本題5分）論述AVL樹在頻繁更新操作下的性能瓶頸和可能的解決方案。4、（本題5分）闡述如何在一個具有n個元素的最大堆中，找出第k大的元素，并分析其時間復(fù)雜度。5、（本題5分）詳細闡述如何使用堆排序算法對一個具有n個元素的數(shù)組進行排序，分析其穩(wěn)定性和時間復(fù)雜度。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個程序，計算給定有向圖中每個頂點的入度和出度，輸出結(jié)果。2、（本題5分）設(shè)計利用圖的深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法解決迷宮問題的方案。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，利用樹狀數(shù)組實現(xiàn)對動態(tài)數(shù)據(jù)的快速求和操作。4、（本題5分）設(shè)計一個算法，在一個n叉樹中計算葉子節(jié)點的個數(shù)。5、（本題5分）設(shè)計跳表中節(jié)點刪除時對多層結(jié)構(gòu)的調(diào)整算法，保證查找性能。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線學習平臺需要管理課程信息，包括課程編號、課程名稱、授課教師、課程簡介、選課人數(shù)等。平臺要實現(xiàn)快速查找特定課程、按照選課人數(shù)對課程進行排序、新增和刪除課程，以及修改課程信息的功能。請設(shè)計相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出完整的代碼實現(xiàn)，同時討論其時間和空間效率。2、（本題10分）某城市的垃圾分類管理系統(tǒng)需要記錄垃圾投放點信息、垃圾類型、分類情況和回收記錄等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實現(xiàn)垃圾投放點的管理，垃圾類型的分類和統(tǒng)計，分類情況的監(jiān)督和回收記錄的查詢，并能