江南大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C1》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁江南大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C1》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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ZigBee技術(shù)的無線智能家居安防系統(tǒng)，能夠檢測(cè)門窗入侵、煙霧和燃?xì)庑孤┑惹闆r，并及時(shí)報(bào)警，說明系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。2、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能路燈控制器智能管理與節(jié)能優(yōu)化電路，能夠?qū)崿F(xiàn)路燈的智能管理和節(jié)能優(yōu)化，提高能源利用效率。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于51單片機(jī)的電子時(shí)鐘，具有時(shí)分秒顯示、設(shè)置和鬧鐘功能，給出硬件電路和程序代碼。4、設(shè)計(jì)一個(gè)具有自動(dòng)切換功能的電源系統(tǒng)，能夠在市電和備用電源之間自動(dòng)切換，保證設(shè)備的正常供電，包括電路設(shè)計(jì)和控制邏輯。5、設(shè)計(jì)一個(gè)用于智能音箱的語音處理模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)語音喚醒、識(shí)別和合成，給出系統(tǒng)架構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于霍爾傳感器的電流測(cè)量電路，能夠測(cè)量0-10A的直流電流，精度達(dá)到0.1A。7、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，棧和隊(duì)列常用于表達(dá)式求值。假設(shè)我們要計(jì)算一個(gè)算術(shù)表達(dá)式的值。以下關(guān)于表達(dá)式求值的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式后，使用?？梢苑奖愕剡M(jìn)行求值計(jì)算B.后綴表達(dá)式求值時(shí)，遇到操作數(shù)入棧，遇到操作符則對(duì)棧頂元素進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算C.棧在表達(dá)式求值中主要用于保存操作數(shù)和中間結(jié)果D.無論表達(dá)式的復(fù)雜程度如何，使用棧和隊(duì)列進(jìn)行求值的效率都是相同的8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的SPI通信接口模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)與外部設(shè)備的高速數(shù)據(jù)傳輸，給出硬件描述和測(cè)試方法。9、設(shè)計(jì)一個(gè)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。10、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索是兩種基本方法。以下關(guān)于深度優(yōu)先搜索的描述，不正確的是（）A.采用棧來實(shí)現(xiàn)B.可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)訪問節(jié)點(diǎn)的情況C.對(duì)于連通圖，能遍歷到所有節(jié)點(diǎn)D.可以用于求解圖的連通分量11、基于通信編碼技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)糾錯(cuò)編碼系統(tǒng)，能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行編碼和糾錯(cuò)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?2、設(shè)計(jì)一個(gè)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(hào)頻率范圍為0-2kHz。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的控制，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件編程。14、設(shè)計(jì)一個(gè)程控交換系統(tǒng)中的呼叫處理模塊，實(shí)現(xiàn)呼叫的建立、保持和釋放功能，考慮信令交互和資源管理。15、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.216、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字邏輯的搶答器系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確判斷多個(gè)選手的搶答順序，并進(jìn)行顯示和報(bào)警。17、設(shè)計(jì)一個(gè)紅外遙控系統(tǒng)，能夠通過遙控器對(duì)設(shè)備進(jìn)行開、關(guān)、音量調(diào)節(jié)等操作，遙控距離不小于5米。18、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的衛(wèi)星軌道參數(shù)計(jì)算和預(yù)測(cè)模塊，分析軌道精度。19、在一個(gè)需要對(duì)一組數(shù)據(jù)進(jìn)行去重操作的場(chǎng)景中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.集合，自動(dòng)去除重復(fù)元素B.數(shù)組，需要額外的算法進(jìn)行去重C.鏈表，去重操作復(fù)雜且效率低D.棧，不適合進(jìn)行去重操作20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低功耗和Wi-Fi的雙模通信模塊，實(shí)現(xiàn)靈活的通信方式選擇，描述模塊的硬件組成和通信協(xié)議。21、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字時(shí)鐘電路，要求能夠顯示小時(shí)、分鐘和秒，并且具有設(shè)置時(shí)間和鬧鐘功能。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電位器的燈光亮度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光亮度的平滑調(diào)節(jié)和記憶功能。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)，能夠快速處理視頻流中的圖像。24、設(shè)計(jì)一個(gè)高速光纖通信系統(tǒng)，傳輸速率達(dá)到100Gbps，說明系統(tǒng)組成和關(guān)鍵器件選型。25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的自動(dòng)化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)工位的順序控制、邏輯控制和故障診斷，提供控制程序和I/O分配表。26、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻DAC的音頻播放系統(tǒng)，支持高保真音頻輸出，采樣率不低于44.1kHz。27、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的關(guān)系緊密相連。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法關(guān)系的描述，不正確的是：（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是算法的基礎(chǔ)，算法依賴于特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B.不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用于實(shí)現(xiàn)相同的算法，效果可能不同C.算法的設(shè)計(jì)和選擇會(huì)影響數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的使用和效率D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是相互獨(dú)立的，沒有關(guān)聯(lián)28、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)門控制系統(tǒng)，當(dāng)有人靠近時(shí)自動(dòng)開門，一段時(shí)間后自動(dòng)關(guān)門。29、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器的散熱系統(tǒng)，保證放大器在高功率輸出時(shí)的穩(wěn)定工作，給出散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和熱分析。30、設(shè)計(jì)一個(gè)基于D/A轉(zhuǎn)換器的方波信號(hào)發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為100Hz-10kHz，占空比可調(diào)。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某在線考試的監(jiān)考系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控考生的答題狀態(tài)、行為異常和交卷時(shí)間。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，保障考試的公平公正和順利進(jìn)行。2、（本題5分）在一個(gè)物流配送系統(tǒng)中，需要記錄每個(gè)訂單的詳細(xì)信息，包括訂單號(hào)、客戶信息、商品清單、配送地址、預(yù)計(jì)送達(dá)時(shí)間等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)訂單信息，實(shí)現(xiàn)訂單的添加、刪除、查找和更新操作，并能夠根據(jù)配送地址和預(yù)計(jì)送達(dá)時(shí)間進(jìn)行高效的排序和查詢。3、（本題5分）某城市的智能停車系統(tǒng)需要記錄停車場(chǎng)的位置、車位數(shù)量、占用情況和收費(fèi)信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，幫助用戶快速找到空閑車位并計(jì)算停車費(fèi)用。4、（本題5分）假設(shè)一個(gè)視頻網(wǎng)站需要存儲(chǔ)大量的視頻信息和用戶的觀看記錄，視頻信息包括視頻ID、視頻名稱、時(shí)長(zhǎng)、上傳者、分類等，觀看記錄包括用戶ID、視頻ID、觀看時(shí)間、觀看進(jìn)度等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理這些數(shù)據(jù)，能夠快速查找視頻、推薦相關(guān)視頻、統(tǒng)計(jì)視頻的觀看次數(shù)，并分析用戶的觀看偏好。5、（本題5分）某電商平臺(tái)的庫(kù)存管理系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控商品庫(kù)存數(shù)量，當(dāng)庫(kù)存低于閾值時(shí)自動(dòng)補(bǔ)貨。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存的準(zhǔn)確管理和及時(shí)補(bǔ)貨。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述如何在一個(gè)帶權(quán)圖中使用貝爾曼-福特算法求解單源最短路徑問題。2、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的隊(duì)列中，實(shí)現(xiàn)元素的循環(huán)移位，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的定義、特點(diǎn)及基本操作，并舉例說明棧在實(shí)際中的應(yīng)用。4、（本題5分）什么是二叉搜索樹的刪除操