浙江萬里學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2021-2022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25個小題，每小題1分，共25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)計一個數(shù)字頻率合成器電路，能夠產(chǎn)生不同頻率的正弦波、方波和三角波，頻率范圍為1Hz到10MHz。2、字符串的模式匹配中，BM算法通過從右向左比較來提高效率。假設(shè)主串為"ABCDEFGHIJK"，模式串為"EF"，使用BM算法進(jìn)行匹配，以下關(guān)于匹配過程的描述，哪個是正確的？（）A.從主串的第一個字符開始比較B.從主串的最后一個字符開始比較C.隨機(jī)選擇主串中的位置開始比較D.以上都不對3、設(shè)計一個用于光伏逆變器的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤和電能質(zhì)量控制，給出系統(tǒng)架構(gòu)和控制策略。4、設(shè)計一個基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對污水處理過程中的液位、流量、水質(zhì)等參數(shù)的監(jiān)測和控制。5、設(shè)計一個簡單的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)線上設(shè)備的運(yùn)行控制和狀態(tài)監(jiān)測，闡述系統(tǒng)的架構(gòu)和控制策略。6、利用射頻電路設(shè)計一個衛(wèi)星通信接收前端，包括低噪聲放大器、下變頻器等部分，給出性能指標(biāo)和實(shí)現(xiàn)方案。7、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理器（DSP）的語音信號處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)語音降噪、回聲消除等功能。8、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計一個用于音頻設(shè)備的音頻均衡器，可調(diào)節(jié)不同頻段的音頻增益。9、使用集成電路設(shè)計一個音頻功率放大器，要求輸出功率達(dá)到一定值，同時具有良好的音質(zhì)和低噪聲。10、設(shè)計一個半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）驅(qū)動電路，使其能夠穩(wěn)定發(fā)光，具有亮度調(diào)節(jié)功能，并分析其效率和可靠性。11、設(shè)一棵完全二叉樹共有700個節(jié)點(diǎn)，則在該二叉樹中有多少個葉子節(jié)點(diǎn)？（）A.350B.349C.351D.無法確定12、設(shè)計一個基于Wi-FiDirect的點(diǎn)對點(diǎn)無線通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，描述系統(tǒng)的硬件組成和通信協(xié)議。13、基于通信協(xié)議棧設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)通信模塊，支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和處理。14、設(shè)計一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的同步電路，包括位同步、幀同步和網(wǎng)同步模塊，測試其同步性能。15、設(shè)計一個簡單的數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)ASK、FSK、PSK等調(diào)制方式，給出系統(tǒng)的硬件電路和軟件實(shí)現(xiàn)。16、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計一個超市自動收銀系統(tǒng)，能夠自動識別商品條碼、計算價格和找零。17、設(shè)計一個數(shù)字頻率計，采用等精度測量法，測量范圍為10Hz至100MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。18、設(shè)計一個基于STM32的智能車載系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航、多媒體播放和車輛狀態(tài)監(jiān)測等功能，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)。19、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇中，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和性能要求進(jìn)行決策。假設(shè)我們要設(shè)計一個數(shù)據(jù)存儲方案。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.如果需要頻繁進(jìn)行插入和刪除操作，且對查找效率要求不高，可以選擇鏈表B.如果數(shù)據(jù)量較大且需要高效的查找和排序，二叉搜索樹是一個較好的選擇C.對于需要支持范圍查詢的數(shù)據(jù)，B+樹通常比二叉搜索樹更合適D.無論什么情況，選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時只考慮操作的時間復(fù)雜度，不需要考慮空間復(fù)雜度20、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作中，可能會出現(xiàn)時間和空間的權(quán)衡。以下關(guān)于時間和空間權(quán)衡的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.有時候為了提高操作的時間效率，可能需要犧牲一些存儲空間，例如使用緩存來加速數(shù)據(jù)訪問B.某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在節(jié)省空間的同時，可能會導(dǎo)致操作的時間復(fù)雜度增加，例如壓縮存儲的數(shù)組C.在任何情況下，都應(yīng)該優(yōu)先考慮時間效率，而忽略空間的消耗，因為時間往往比空間更寶貴D.時間和空間的權(quán)衡需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求來決定，沒有絕對的最優(yōu)策略21、設(shè)計一個數(shù)字信號處理器（DSP）視頻處理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻的壓縮、解碼等處理功能。22、設(shè)計一個太陽能充電器電路，能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)換為電能，為手機(jī)、平板電腦等設(shè)備充電，輸出電壓為5V。23、考慮到一個文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)管理，需要快速查找、插入和刪除文件和文件夾，并能夠方便地遍歷整個目錄層次。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)？（）A.三叉樹B.四叉樹C.N叉樹D.線段樹24、設(shè)計一個基于藍(lán)牙5.0技術(shù)的無線音頻傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的音頻數(shù)據(jù)傳輸，給出系統(tǒng)的性能測試結(jié)果。25、假設(shè)正在開發(fā)一個股票交易系統(tǒng)，需要實(shí)時記錄每只股票的價格變化，并能夠快速地找出價格漲幅最大和跌幅最大的股票。同時，要支持對股票價格的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的搭配最適合這個系統(tǒng)？（）A.最大堆和最小堆，分別存儲漲幅和跌幅最大的股票信息B.紅黑樹和中序遍歷，獲取股票價格的排序C.跳表和插入排序，更新股票價格數(shù)據(jù)D.線段樹和歸并排序，分析股票價格歷史數(shù)據(jù)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋遞歸算法的概念和特點(diǎn)，分析其在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用（如二叉樹的遍歷），并討論遞歸算法的優(yōu)缺點(diǎn)。2、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個圖中進(jìn)行廣度優(yōu)先搜索的并行實(shí)現(xiàn)，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其性能優(yōu)勢。3、（本題5分）解釋什么是哈夫曼編碼，并說明其在數(shù)據(jù)壓縮中的作用和優(yōu)勢。4、（本題5分）解釋二叉搜索樹的概念和特點(diǎn)，分析其查找、插入和刪除操作的時間復(fù)雜度，并討論如何保持其平衡性。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，使用后綴數(shù)組處理字符串的最長公共前綴問題，輸出最長公共前綴。2、（本題5分）利用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計一個旅游景點(diǎn)路線推薦系統(tǒng)，根據(jù)用戶的偏好和景點(diǎn)距離提供最佳游覽路線。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，在給定帶權(quán)有向圖中計算源點(diǎn)到所有頂點(diǎn)的最長路徑長度，輸出長度。4、（本題5分）利用隊列結(jié)構(gòu)設(shè)計一個醫(yī)院掛號排隊系統(tǒng)，模擬患者的掛號和就診順序。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用二叉樹結(jié)構(gòu)存儲股票的代碼和價格，實(shí)現(xiàn)按照價格進(jìn)行范圍查找。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某在線考試系統(tǒng)需要記錄考生的考試信息，包括考生ID、考試科目、考試時間、答題情況、成績等。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些考試數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)快速查詢考生成績、按科目統(tǒng)計平均分、分析答題情況，并支持新考試的安排和舊考試數(shù)據(jù)的歸檔。2、（本題10分）一個物流配送系統(tǒng)需要管理訂單信息，訂單包括訂單編號、收件人姓名、收件地址、貨物重量、配送狀態(tài)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定訂單、按照貨物重量對訂單進(jìn)行排序、插入新訂單、刪除已完成訂單以及修改訂單