安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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)基于數(shù)字信號(hào)處理的音頻分離系統(tǒng)，能夠?qū)⒒旌弦纛l中的不同聲源分離出來(lái)。2、字符串在計(jì)算機(jī)程序中經(jīng)常被處理，也有相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作。以下關(guān)于字符串的存儲(chǔ)和操作，錯(cuò)誤的是：（）A.字符串可以采用定長(zhǎng)數(shù)組存儲(chǔ)，也可以采用動(dòng)態(tài)分配的字符指針存儲(chǔ)B.字符串的比較操作可以逐個(gè)字符比較，也可以使用庫(kù)函數(shù)直接比較C.字符串的拼接操作通常需要重新分配內(nèi)存空間，以容納拼接后的結(jié)果D.字符串的查找操作只能從字符串的開(kāi)頭開(kāi)始，不能從中間位置開(kāi)始3、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻射頻放大器電路，工作頻率在5GHz，增益大于20dB，給出電路結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性分析。4、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以快速合并多個(gè)有序鏈表的算法，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能會(huì)被用到？（）A.堆，通過(guò)堆來(lái)選擇合并的元素B.棧，存儲(chǔ)鏈表節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并操作C.隊(duì)列，輔助合并過(guò)程中的元素存儲(chǔ)和取出D.數(shù)組，存儲(chǔ)鏈表數(shù)據(jù)后進(jìn)行合并5、設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)自動(dòng)化的激光測(cè)距系統(tǒng)，測(cè)量精度達(dá)到毫米級(jí)，給出系統(tǒng)組成和測(cè)量算法。6、運(yùn)用集成電路工藝，設(shè)計(jì)一款用于無(wú)人機(jī)的飛行控制芯片，具備穩(wěn)定的姿態(tài)控制和導(dǎo)航功能。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.0技術(shù)的無(wú)線耳機(jī)系統(tǒng)，具備穩(wěn)定的音頻傳輸、低延遲和長(zhǎng)續(xù)航功能。8、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻電路中的微帶線和帶狀線阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，分析匹配效果和帶寬。9、哈希表的裝填因子越大，發(fā)生沖突的可能性就越大。假設(shè)一個(gè)哈希表的容量為10，當(dāng)前存儲(chǔ)了8個(gè)元素，裝填因子是多少？（）A.0.8B.0.2C.8D.210、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能工廠的5G專網(wǎng)方案，滿足工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)低延遲、高可靠通信的需求。11、對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的完全二叉樹(shù)，其葉子節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)大約為？（）A.n/2B.n/4C.log2nD.n/2-112、二叉樹(shù)是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在二叉樹(shù)的性質(zhì)中，以下描述哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.二叉樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，分別稱為左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn)B.滿二叉樹(shù)是一種特殊的二叉樹(shù)，所有的葉子節(jié)點(diǎn)都在同一層C.完全二叉樹(shù)中，除了最后一層，其他層的節(jié)點(diǎn)都是滿的，且最后一層的節(jié)點(diǎn)從左到右依次排列D.對(duì)于一棵深度為h的二叉樹(shù)，其節(jié)點(diǎn)總數(shù)最多為2^h-1，最少為h13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的時(shí)間段和交通流量自動(dòng)調(diào)整信號(hào)燈的時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)具備故障檢測(cè)和報(bào)警功能，提供硬件描述語(yǔ)言代碼和仿真結(jié)果。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像的邊緣檢測(cè)和增強(qiáng)功能，給出硬件設(shè)計(jì)和仿真結(jié)果。15、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于新能源汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)（BMS）的硬件電路，實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能。16、在查找算法中，順序查找適用于各種情況。以下關(guān)于順序查找的描述，不正確的是：（）A.順序查找從數(shù)組的第一個(gè)元素開(kāi)始，依次比較每個(gè)元素B.順序查找的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.順序查找適用于有序和無(wú)序的數(shù)組D.順序查找在元素較多的情況下效率很高17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的音頻功率放大器，能夠驅(qū)動(dòng)一定阻抗的揚(yáng)聲器，輸出足夠的功率且具有較小的失真。18、設(shè)計(jì)一個(gè)電子血壓計(jì)無(wú)線傳輸電路，能夠?qū)⒀獕河?jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式傳輸?shù)绞謾C(jī)或電腦進(jìn)行分析和處理。19、設(shè)計(jì)一個(gè)高通橢圓濾波器電路，截止頻率為500Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于50dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-1kHz。20、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)緩存系統(tǒng)，當(dāng)緩存滿時(shí)需要?jiǎng)h除最近最少使用的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持這種操作？（）A.鏈表B.哈希表C.棧D.LRU緩存（使用雙向鏈表和哈希表）二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）論述伸展樹(shù)在數(shù)據(jù)局部性較好情況下的性能優(yōu)勢(shì)。2、（本題5分）解釋插入排序算法在基本有序和完全無(wú)序情況下的性能差異，說(shuō)明其適用場(chǎng)景和優(yōu)化方法。3、（本題5分）解釋什么是哈夫曼編碼，并說(shuō)明其在數(shù)據(jù)壓縮中的作用和優(yōu)勢(shì)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)Trie樹(shù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)單詞并實(shí)現(xiàn)查找、插入和刪除操作，測(cè)試其性能。2、（本題5分）利用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)物流配送路徑優(yōu)化系統(tǒng)，找到最短配送路徑以降低成本。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，以二叉樹(shù)的形式表示決策樹(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入數(shù)據(jù)的分類功能。4、（本題5分）使用鏈表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)程序，模擬實(shí)現(xiàn)停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛進(jìn)出管理系統(tǒng)，記錄車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)、入場(chǎng)時(shí)間和出場(chǎng)時(shí)間。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個(gè)電商平臺(tái)的商品質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)，根據(jù)用戶反饋評(píng)估商品質(zhì)量。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)在線論壇需要管理帖子、回復(fù)、用戶信息和板塊分類等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持帖子的發(fā)布、刪除、查找和排序，回復(fù)的管理，用戶信息的存儲(chǔ)和權(quán)限設(shè)置，以及板塊的分類和管理，并能夠?qū)崿F(xiàn)熱門(mén)帖子和最新回復(fù)的展示。2、（本題10分）一個(gè)學(xué)校的學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)需要記錄