湖南軟件職業(yè)技術(shù)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編程實(shí)踐》2023-2024學(xué)年第二學(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頁湖南軟件職業(yè)技術(shù)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編程實(shí)踐》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的數(shù)字信號解調(diào)系統(tǒng)，支持常見的調(diào)制方式（如QPSK、16QAM等）的解調(diào)。2、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。對于棧的操作，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.棧遵循先進(jìn)后出（FILO）的原則，只能在棧頂進(jìn)行插入和刪除操作B.可以使用數(shù)組或鏈表來實(shí)現(xiàn)棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C.棧的入棧和出棧操作的時間復(fù)雜度均為O(1)D.棧的應(yīng)用非常廣泛，例如在表達(dá)式求值和函數(shù)調(diào)用中3、設(shè)計(jì)一個基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的地下停車場智能照明系統(tǒng)，根據(jù)車輛和人員活動自動控制燈光。4、在字符串匹配算法中，KMP算法是一種高效的算法，以下關(guān)于KMP算法的描述，不正確的是：（）A.KMP算法通過利用已經(jīng)匹配的部分信息，避免了不必要的回溯，提高了匹配效率B.KMP算法的時間復(fù)雜度主要取決于模式串的長度，與主串的長度無關(guān)C.KMP算法的核心是計(jì)算模式串的next數(shù)組，用于確定匹配失敗時的移動位置D.KMP算法在任何情況下的性能都優(yōu)于樸素的字符串匹配算法5、設(shè)計(jì)一個數(shù)字時鐘電路，能夠準(zhǔn)確顯示時、分、秒，具有鬧鐘功能，并且可以通過按鍵調(diào)整時間和設(shè)置鬧鐘。6、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的數(shù)字信號濾波系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)FIR和IIR濾波器，參數(shù)可在線調(diào)整。7、設(shè)計(jì)一個基于ADC和微控制器的水質(zhì)硬度檢測系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確地檢測水質(zhì)硬度。8、基于通信中的同步技術(shù)設(shè)計(jì)一個數(shù)字通信接收系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確接收和同步。9、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進(jìn)行實(shí)時邊緣檢測，并輸出檢測結(jié)果。10、在一個算法中，需要快速找到一組數(shù)中的最大值和最小值。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合能夠以最少的比較次數(shù)完成這個任務(wù)？（）A.有序數(shù)組和遍歷B.鏈表和遍歷C.二叉搜索樹和中序遍歷D.堆和堆操作11、設(shè)計(jì)一個基于運(yùn)算放大器的音頻放大器電路，要求輸入阻抗不小于10kΩ，輸出功率不小于10W，總諧波失真小于1%。12、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的數(shù)字信號加密系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字信號的加密和解密，闡述加密算法和硬件實(shí)現(xiàn)。13、設(shè)計(jì)一個基于光電傳感器的自動化倉儲貨架系統(tǒng)，能夠自動存取貨物并進(jìn)行庫存管理。14、設(shè)計(jì)一個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的差分定位數(shù)據(jù)處理模塊，分析定位精度的提升效果。15、設(shè)計(jì)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。16、設(shè)計(jì)一個電子秤數(shù)據(jù)存儲電路，能夠?qū)㈦娮映拥臏y量數(shù)據(jù)存儲在本地或云端，方便查詢和分析。17、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像縮放、旋轉(zhuǎn)、灰度化等基本操作。18、設(shè)計(jì)一個用于醫(yī)療設(shè)備的電源管理系統(tǒng)，要求輸出穩(wěn)定、低噪聲，能夠適應(yīng)不同的負(fù)載變化，給出電路拓?fù)浜头答伩刂品桨浮?9、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個不間斷電源（UPS）系統(tǒng)，在市電中斷時能夠?yàn)樨?fù)載提供持續(xù)的電力供應(yīng)。20、設(shè)計(jì)一個基于紅外傳感器的自動感應(yīng)水龍頭控制系統(tǒng)，當(dāng)檢測到人手時自動出水，一段時間后自動停水。21、設(shè)計(jì)一個基于ADC和微控制器的氣體濃度檢測系統(tǒng)，能夠檢測多種常見氣體（如CO、CO?、CH?等）的濃度。22、設(shè)計(jì)一個帶通濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-2kHz。23、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的圖像識別系統(tǒng)，能夠識別簡單的物體和形狀，給出硬件設(shè)計(jì)和算法流程。24、設(shè)計(jì)一個基于數(shù)字電位器和運(yùn)放的音頻增益自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，根據(jù)輸入信號強(qiáng)度自動調(diào)整增益。25、快速排序是一種高效的排序算法，具有較好的平均性能。以下關(guān)于快速排序的描述，錯誤的是：（）A.快速排序通過選擇一個基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為小于和大于基準(zhǔn)元素的兩部分，然后對這兩部分分別遞歸排序B.快速排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)，但這種情況很少出現(xiàn)C.快速排序的空間復(fù)雜度主要取決于遞歸調(diào)用的棧空間，通常為O(logn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保證相同元素的相對順序不變二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是字典樹，并說明其在單詞查找和統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用。2、（本題5分）解釋如何在一個無序數(shù)組中查找第k小的元素，給出至少兩種算法思路。3、（本題5分）在一個順序表中，插入和刪除操作在平均情況下的時間復(fù)雜度分別是多少？并解釋為什么會是這樣的復(fù)雜度。4、（本題5分）闡述后綴樹的構(gòu)建和應(yīng)用，如在字符串模式匹配中的高效性。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個程序，利用隊(duì)列實(shí)現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索，并解決實(shí)際問題。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個算法，在一個有向圖中找出所有長度大于k的簡單回路。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個程序，在給定的帶權(quán)有向圖中計(jì)算源點(diǎn)到所有頂點(diǎn)的最大路徑長度，輸出路徑和長度。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個單向鏈表，包含節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建、插入、刪除和遍歷功能，同時實(shí)現(xiàn)按值查找節(jié)點(diǎn)的操作。5、（本題5分）設(shè)計(jì)線段樹的區(qū)間更新和查詢算法，處理復(fù)雜的區(qū)間操作需求。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一家酒店的預(yù)訂系統(tǒng)需要記錄房間信息和預(yù)訂記錄，房間信息包括房間號、房間類型、價格、可預(yù)訂狀態(tài)，預(yù)訂記錄包括預(yù)訂ID、房間號、入住時間、退房時間、客人姓名。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理預(yù)訂數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)房間的快速預(yù)訂、取消預(yù)訂、查詢房間可用性，并統(tǒng)計(jì)不同時間段的預(yù)訂率。2、（本題10分）一家電商平臺的評論管理系統(tǒng)需要記錄商品的評論信息，包括評論ID、商品ID、用戶ID、評論內(nèi)容、評論時間、評分等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲評論數(shù)據(jù)，能夠快速查找商品的評論、按評分排序、刪除不良評論，并