安徽大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實驗》2022-2023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頁安徽大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實驗》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±5V轉(zhuǎn)±15V的DC-DC電源變換電路，輸出電流不小于0.2A，給出原理圖和PCB布局。2、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，排序算法是非常重要的一部分。冒泡排序是一種簡單的排序算法，它通過反復(fù)比較相鄰的元素并交換位置來將數(shù)組排序。對于一個包含n個元素的數(shù)組，冒泡排序的最壞時間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)3、運用集成電路設(shè)計流程，設(shè)計一款用于工業(yè)機器人視覺系統(tǒng)的圖像傳感器芯片，具備高分辨率和快速響應(yīng)特性。4、使用運算放大器設(shè)計一個音頻放大器電路，能夠?qū)⑤斎氲奈⑷跻纛l信號進行放大，同時具有一定的帶寬和低失真度，給出詳細的電路設(shè)計和參數(shù)計算。5、設(shè)計一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電表抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程自動抄表和數(shù)據(jù)管理。6、插入排序是一種簡單直觀的排序算法。關(guān)于插入排序的工作方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.插入排序?qū)⒋判虻脑刂饌€插入到已排序的部分中，從而逐步完成排序B.插入排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)，在最好情況下的時間復(fù)雜度為O(n)C.插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法，相同元素的相對順序在排序前后不會改變D.插入排序的空間復(fù)雜度較高，通常需要額外的O(n)空間來完成排序7、設(shè)計一個基于DSP的語音識別系統(tǒng)，能夠識別特定的語音指令，給出算法原理和代碼實現(xiàn)。8、考慮哈希沖突的解決方法，開放定址法和鏈地址法是常見的策略。假設(shè)一個哈希表的負(fù)載較高，容易發(fā)生沖突。以下哪種方法在這種情況下可能表現(xiàn)更好（）A.開放定址法B.鏈地址法C.兩種方法效果相同D.無法確定9、運用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計一個智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)方案，實現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和遠程控制。10、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的智能路燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境光照和時間自動調(diào)節(jié)路燈亮度。11、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理中的圖像分割算法，如閾值分割或區(qū)域生長分割，在實際圖像上進行測試和優(yōu)化。12、考慮到一個分布式緩存系統(tǒng)，需要在多個節(jié)點之間同步數(shù)據(jù)，并處理節(jié)點的加入和離開。為了實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)同步和容錯，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)可能會被用到？（）A.一致性哈希B.分布式鎖C.分布式事務(wù)D.分布式隊列13、設(shè)計一個基于DSP的音頻降噪系統(tǒng)，能夠有效降低背景噪聲，給出算法原理和代碼實現(xiàn)。14、圖的鄰接矩陣存儲方式適合于存儲稠密圖，而鄰接表存儲方式適合于存儲稀疏圖。假設(shè)一個圖有100個頂點，如果邊的數(shù)量較少，大概在100條左右，以下哪種存儲方式更節(jié)省存儲空間？（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.兩者存儲空間相同D.無法確定15、設(shè)計一個用于工業(yè)自動化的視覺檢測系統(tǒng)，能夠檢測產(chǎn)品的缺陷和尺寸，說明系統(tǒng)硬件組成和圖像處理算法。16、設(shè)計一個基于音頻功率放大器的汽車音響系統(tǒng)，具備四路輸出，總功率不小于100W。17、運用電子信息工程知識，設(shè)計一個智能交通信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，根據(jù)實時交通流量調(diào)整信號燈時間。18、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計一個用于醫(yī)療設(shè)備的直流穩(wěn)壓電源電路，提供穩(wěn)定的低噪聲電源。19、設(shè)計一個數(shù)字存儲示波器高速采樣與觸發(fā)優(yōu)化電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的采樣率和更準(zhǔn)確的觸發(fā)，提高測量精度。20、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個交流-直流變換器（AC-DCConverter），實現(xiàn)將交流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電源輸出。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述并查集的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作，以及在解決集合合并和查詢問題中的應(yīng)用。2、（本題5分）對于一個用哈希表存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，解釋哈希函數(shù)的作用和選擇原則，以及如何處理哈希沖突，并分析其查找效率。3、（本題5分）論述如何在二叉搜索樹中進行插入、刪除和查找操作，以及如何保持其平衡以提高性能。4、（本題5分）解釋如何在一個有序鏈表中查找中位數(shù)節(jié)點。5、（本題5分）在一個具有n個元素的雙向鏈表中，說明如何實現(xiàn)向前和向后的遍歷，以及如何在雙向鏈表中插入和刪除節(jié)點。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，使用Kruskal算法構(gòu)建給定無向圖的最小生成樹，輸出生成樹的邊。2、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用二叉搜索樹存儲商品的庫存信息，能夠快速更新庫存數(shù)量。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，模擬實現(xiàn)操作系統(tǒng)中的內(nèi)存分頁管理，使用鏈表或樹結(jié)構(gòu)。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，求給定二叉樹的高度，并輸出高度值。5、（本題5分）設(shè)計一個算法，用鄰接表表示一個無向圖，計算圖的連通分量個數(shù)。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某電商平臺的售后服務(wù)系統(tǒng)需要記錄用戶的售后申請、處理進度、解決方案和用戶反饋等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持售后申請的提交和受理，處理進度的更新，解決方案的記錄和用戶反饋的收集，并能夠分析售后數(shù)據(jù)以改進服務(wù)質(zhì)量。2、（本題10分）某學(xué)校的選課系統(tǒng)需要記錄課程和學(xué)生的選課信息。課程有課程ID、課程名稱、授課教師、容量等，學(xué)生選課信息包括學(xué)生ID、課程ID。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理選課數(shù)據(jù)，能夠快速查詢課程余量、學(xué)生選課情況、退選和補選操作，并統(tǒng)計每