青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023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，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》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、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)一款用于智能手機(jī)的音頻編解碼器芯片，支持多種音頻格式的解碼和編碼。2、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻信號(hào)頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號(hào)的頻譜圖，給出硬件設(shè)計(jì)和頻譜分析算法。3、在一個(gè)大規(guī)模的社交網(wǎng)絡(luò)分析中，需要快速找出兩個(gè)用戶之間的最短路徑以及共同的好友。為了有效地解決這類問題，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是常用的選擇？（）A.迪杰斯特拉算法使用的優(yōu)先隊(duì)列B.弗洛伊德算法使用的矩陣C.廣度優(yōu)先搜索使用的隊(duì)列D.深度優(yōu)先搜索使用的棧4、設(shè)計(jì)一個(gè)用于電動(dòng)汽車充電樁的控制系統(tǒng)，支持多種充電模式和計(jì)費(fèi)方式，給出系統(tǒng)組成和控制流程。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的生產(chǎn)線產(chǎn)品計(jì)數(shù)與分揀系統(tǒng)，能夠自動(dòng)計(jì)數(shù)和分揀不同規(guī)格的產(chǎn)品。6、設(shè)計(jì)一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位系統(tǒng)，能夠確定節(jié)點(diǎn)的位置信息，描述系統(tǒng)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的語音識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)μ囟ǖ恼Z音指令進(jìn)行識(shí)別和響應(yīng)，分析其識(shí)別準(zhǔn)確率和實(shí)時(shí)性。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的圖像去噪系統(tǒng)，能夠有效去除圖像中的噪聲，同時(shí)保持圖像細(xì)節(jié)。9、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的數(shù)字通信系統(tǒng)的同步模塊，實(shí)現(xiàn)位同步、幀同步等功能，闡述同步模塊的設(shè)計(jì)和性能測試。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測土壤濕度、溫度、酸堿度等參數(shù)。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)的頻率合成器系統(tǒng)，能夠輸出頻率范圍為10MHz-1GHz，頻率分辨率為1Hz，相位噪聲小于-120dBc/Hz@1kHz偏移。12、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)商品選擇、支付和出貨功能。13、動(dòng)態(tài)數(shù)組是一種可以動(dòng)態(tài)調(diào)整大小的數(shù)組。以下關(guān)于動(dòng)態(tài)數(shù)組的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.動(dòng)態(tài)數(shù)組可以根據(jù)需要自動(dòng)增加或減少存儲(chǔ)空間B.動(dòng)態(tài)數(shù)組在插入元素時(shí)可能需要重新分配內(nèi)存C.動(dòng)態(tài)數(shù)組的實(shí)現(xiàn)通?；陟o態(tài)數(shù)組D.動(dòng)態(tài)數(shù)組的性能一定優(yōu)于靜態(tài)數(shù)組14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于壓力傳感器的稱重系統(tǒng)，能夠測量較大物體的重量，并具有超載報(bào)警功能。15、線段樹是一種用于處理區(qū)間查詢和更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關(guān)于線段樹的應(yīng)用，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以用于快速計(jì)算數(shù)組某一區(qū)間的和、最大值、最小值等B.對于頻繁的區(qū)間更新操作，線段樹能夠高效地處理C.線段樹的構(gòu)建和查詢操作的時(shí)間復(fù)雜度均為O(logn)D.線段樹只能用于處理數(shù)值類型的數(shù)據(jù)，不能處理其他類型的數(shù)據(jù)16、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的載波同步電路，實(shí)現(xiàn)對接收信號(hào)載波頻率和相位的準(zhǔn)確同步，測試同步性能。17、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用Zigbee技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程。18、在圖結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，假設(shè)要為一個(gè)城市的交通網(wǎng)絡(luò)建模，其中節(jié)點(diǎn)表示交叉路口，邊表示道路，并且需要計(jì)算兩個(gè)地點(diǎn)之間的最短路徑。以下哪種圖算法最適合解決這個(gè)問題？（）A.深度優(yōu)先搜索B.廣度優(yōu)先搜索C.Dijkstra算法D.Floyd-Warshall算法19、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)，采用直接計(jì)數(shù)法，測量范圍為1Hz至10MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的光照強(qiáng)度測量系統(tǒng)，能夠測量0-10000lux的光照強(qiáng)度，精度達(dá)到1lux。二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋在平衡二叉搜索樹中，如何通過平衡因子判斷是否需要進(jìn)行調(diào)整。2、（本題5分）詳細(xì)說明冒泡排序算法中如何判斷排序是否已經(jīng)完成。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的無序數(shù)組中，使用快速選擇算法查找第k小的元素，分析其時(shí)間復(fù)雜度。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)算法，對紅黑樹進(jìn)行中序遍歷，并輸出節(jié)點(diǎn)的值。2、（本題5分）基于并查集數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，判斷給定的多個(gè)圖形是否連通。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用數(shù)組實(shí)現(xiàn)快速排序的遞歸優(yōu)化版本，提高排序效率并展示過程和結(jié)果。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，通過字典樹實(shí)現(xiàn)對大量字符串的快速檢索和分類。5、（本題5分）利用堆實(shí)現(xiàn)Top-K問題的求解，設(shè)計(jì)算法并進(jìn)行性能優(yōu)化。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)在線游戲的組隊(duì)系統(tǒng)需要對玩家的組隊(duì)信息進(jìn)行管理。組隊(duì)信息包括隊(duì)伍編號(hào)、隊(duì)員列表、隊(duì)伍狀態(tài)等。這些信息以稀疏矩陣的形式存儲(chǔ)。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個(gè)隊(duì)伍的隊(duì)員信息；（2）玩家加入或退出隊(duì)伍時(shí)更新矩陣；（3）按照隊(duì)伍人數(shù)對隊(duì)伍進(jìn)行排序；（4）統(tǒng)計(jì)空閑隊(duì)伍的數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題10分）某公司的人力資源管理系