煙臺大學(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

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頁煙臺大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、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)計一個電子血壓計數(shù)據(jù)分析與預(yù)警電路，能夠?qū)ρ獕河嫓y量的數(shù)據(jù)進行分析，當(dāng)血壓異常時發(fā)出預(yù)警信號。2、在圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，鄰接矩陣和鄰接表是兩種常見的存儲方式。關(guān)于這兩種存儲方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.鄰接矩陣使用二維數(shù)組來表示圖中節(jié)點之間的關(guān)系，空間復(fù)雜度較高B.鄰接表使用鏈表或數(shù)組來存儲節(jié)點的鄰接節(jié)點，適用于稀疏圖C.對于稠密圖，鄰接表的存儲方式比鄰接矩陣更節(jié)省空間D.無論是鄰接矩陣還是鄰接表，在判斷兩個節(jié)點是否相鄰時，時間復(fù)雜度都是O(1)3、使用集成電路設(shè)計一個乘法器，給出乘法運算的速度和精度要求，并進行電路設(shè)計和優(yōu)化。4、設(shè)計一個基于微控制器的智能小車控制系統(tǒng)，實現(xiàn)小車的自動避障、循跡和速度控制等功能。5、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個寬帶放大器，能夠在較寬的頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)信號放大。6、設(shè)計一個數(shù)字音頻處理中的音頻時頻分析和特征提取系統(tǒng)，分析特征的有效性。7、設(shè)計一個基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進行實時邊緣檢測，采用Sobel算子，給出硬件架構(gòu)和Verilog代碼實現(xiàn)。8、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率，具有較高的測量精度和較寬的測量范圍。9、設(shè)計一個基于光電傳感器和計數(shù)器的物體運動速度測量系統(tǒng)，準(zhǔn)確測量物體的運動速度。10、設(shè)計一個數(shù)字電壓表高精度測量電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的直流電壓測量，精度達到±0.01V。11、考慮一個搜索引擎的索引構(gòu)建過程，需要對大量的網(wǎng)頁內(nèi)容進行分詞、索引和存儲，以便能夠快速地根據(jù)用戶的查詢關(guān)鍵詞返回相關(guān)的網(wǎng)頁。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于搜索引擎的索引構(gòu)建和查詢處理？（）A.倒排索引和分詞算法B.正排索引和冒泡排序C.索引鏈表和選擇排序D.索引數(shù)組和插入排序12、設(shè)計一個基于運算放大器的儀表放大器電路，增益可調(diào)，共模抑制比大于100dB。13、設(shè)計一個圖像處理中的顏色空間轉(zhuǎn)換模塊，能夠在不同顏色模型之間進行準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，進行誤差分析。14、假設(shè)要設(shè)計一個算法來計算表達式的值，例如“(2+3)*4-5”，需要一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲操作數(shù)和運算符，并按照正確的順序進行計算。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.隊列，先進先出，難以處理表達式的優(yōu)先級B.棧，能夠方便地處理運算符的優(yōu)先級和計算順序C.數(shù)組，存儲固定數(shù)量的元素，不利于表達式的靈活計算D.哈希表，主要用于快速查找，不適合表達式的計算15、設(shè)計一個基于RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)，能夠識別合法的RFID標(biāo)簽并控制門的開關(guān)，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程。16、設(shè)計一個基于FPGA的高速并行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，能夠快速處理大量的數(shù)據(jù)，闡述硬件架構(gòu)和并行處理算法。17、設(shè)計一個基于DSP的語音識別系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)特定語音指令的識別和響應(yīng)，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和識別算法。18、平衡二叉樹是為了改進二叉搜索樹在某些情況下退化為鏈表的情況而設(shè)計的。AVL樹是一種常見的平衡二叉樹，通過旋轉(zhuǎn)操作來保持樹的平衡。當(dāng)在AVL樹中插入一個新節(jié)點導(dǎo)致失衡時，可能需要進行單旋轉(zhuǎn)或雙旋轉(zhuǎn)操作來恢復(fù)平衡。以下關(guān)于AVL樹旋轉(zhuǎn)操作的描述，錯誤的是：（）A.旋轉(zhuǎn)操作可以保持二叉樹的性質(zhì)B.旋轉(zhuǎn)操作的目的是調(diào)整節(jié)點的位置，使樹重新平衡C.單旋轉(zhuǎn)和雙旋轉(zhuǎn)操作一定能使樹的高度降低D.旋轉(zhuǎn)操作的時間復(fù)雜度為O(1)19、設(shè)計一個數(shù)字電壓表，測量范圍為0至50V，精度為0.1V，采用ADC芯片實現(xiàn)，說明硬件電路和軟件算法。20、設(shè)計一個簡單的數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)，采用差錯控制編碼提高傳輸可靠性，包括編碼和解碼電路設(shè)計以及性能測試。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何在一個鏈表中刪除所有值為指定值的節(jié)點，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細(xì)闡述哈夫曼樹的構(gòu)建過程和原理，說明哈夫曼編碼的生成方法以及其在數(shù)據(jù)壓縮中的優(yōu)勢。3、（本題5分）對于一個具有n個頂點和e條邊的帶權(quán)無向圖，如何使用克魯斯卡爾（Kruskal）算法構(gòu)造最小生成樹？4、（本題5分）詳細(xì)解釋在一個具有n個元素的二叉樹中，如何進行后序遍歷的非遞歸實現(xiàn)。5、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個帶權(quán)有向圖中判斷是否存在負(fù)權(quán)回路。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，判斷給定的鏈表是否存在環(huán)，若存在，找出環(huán)的入口節(jié)點。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用鏈表實現(xiàn)棧的復(fù)制功能，輸入一個棧進行復(fù)制并展示結(jié)果。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用迪杰斯特拉算法求一個有向帶權(quán)圖中指定頂點到其他頂點的最短路徑。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用歸并排序算法對一個無向圖的頂點進行排序。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲一個電商平臺的用戶評價信息（評價編號、用戶ID、商品ID、評價內(nèi)容、評分等），并實現(xiàn)評價的查詢、統(tǒng)計和篩選功能。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某電商平臺的優(yōu)惠券管理系統(tǒng)需要存儲優(yōu)惠券信息，如優(yōu)惠券編號、優(yōu)惠金額、使用條件、有效期等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定優(yōu)惠券、按照優(yōu)惠金額對優(yōu)惠券進行排序、發(fā)放優(yōu)惠券、使用優(yōu)惠券以及刪除過期優(yōu)惠券。請選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述實現(xiàn)這些功能的算法和代碼，以及性能考量。2、（本題10分）某電商平臺的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽和購買歷史為用戶推薦商品。系統(tǒng)需要存儲用戶的行為數(shù)據(jù)，包括用戶編號、商品編號、瀏覽時間、購買時間等。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速分析用戶行為，為用戶生成個性化的商品推薦，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。3、（