安徽工業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2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STM8的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動(dòng)控制灌溉設(shè)備，提供系統(tǒng)的硬件電路和軟件控制邏輯。2、在一個(gè)具有n個(gè)元素的有序數(shù)組中，使用二分查找查找一個(gè)特定元素，若查找不成功，最多需要比較多少次？（）A.log2(n)B.log2(n)-1C.log2(n)+1D.n3、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓為+5V、+12V和-12V，最大輸出電流為1A，電壓調(diào)整率小于1%，負(fù)載調(diào)整率小于5%。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的差分放大器電路，共模抑制比不小于80dB，用于放大差分信號(hào)并抑制共模干擾。5、快速排序是一種高效的排序算法，它采用分治的思想。在快速排序中，選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為兩部分，使得左邊部分的元素都小于等于基準(zhǔn)元素，右邊部分的元素都大于等于基準(zhǔn)元素。以下關(guān)于快速排序的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.快速排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)B.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法C.快速排序的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)D.快速排序的空間復(fù)雜度為O(logn)6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的音頻均衡器，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整，改善音質(zhì)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)無線局域網(wǎng)（WLAN）的接入點(diǎn)（AP），實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶的高速無線接入，配置安全機(jī)制。8、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的方式。在眾多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。線性表具有多種存儲(chǔ)方式，如順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)。順序存儲(chǔ)的線性表在插入和刪除元素時(shí)，可能會(huì)面臨較大的移動(dòng)操作。假設(shè)一個(gè)順序存儲(chǔ)的線性表已經(jīng)存儲(chǔ)了大量元素，現(xiàn)在需要在中間位置插入一個(gè)新元素，以下關(guān)于這種操作的描述，正確的是：（）A.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)B.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.插入操作無需移動(dòng)元素D.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度與元素個(gè)數(shù)無關(guān)9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像邊緣檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進(jìn)行實(shí)時(shí)邊緣檢測(cè)，采用Sobel算子，給出硬件架構(gòu)和Verilog代碼實(shí)現(xiàn)。10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像壓縮算法，如JPEG，實(shí)現(xiàn)圖像的高效壓縮，比較壓縮前后的圖像質(zhì)量。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬開關(guān)的音頻切換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)音頻輸入源的選擇切換和輸出。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于觸摸屏的人機(jī)交互界面，用于控制和顯示一個(gè)電子設(shè)備的工作狀態(tài)和參數(shù)。13、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中的可編程邏輯陣列（PLA）實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的方案，分析資源利用率。14、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器參數(shù)自動(dòng)調(diào)整與存儲(chǔ)電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號(hào)自動(dòng)調(diào)整均衡器參數(shù)，并將參數(shù)存儲(chǔ)起來供下次使用。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的光照強(qiáng)度測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量0-10000lux的光照強(qiáng)度，精度達(dá)到1lux。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的圖中判斷是否存在重邊。2、（本題5分）深入解釋在具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的無向圖中，如何使用弗洛伊德（Floyd）算法求解所有頂點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）分析在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如何利用樹狀數(shù)組實(shí)現(xiàn)高效的區(qū)間查詢和更新操作。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某股票交易系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)更新股票價(jià)格、成交量和買賣委托信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速處理交易指令，提供實(shí)時(shí)的行情數(shù)據(jù)和交易報(bào)表。2、（本題5分）某社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)需要存儲(chǔ)用戶之間的好友關(guān)系，并能夠快速地查詢某個(gè)用戶的好友列表、共同好友以及二度好友。請(qǐng)選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法來實(shí)現(xiàn)這些功能。3、（本題5分）一個(gè)在線旅游攻略平臺(tái)需要存儲(chǔ)各地的旅游景點(diǎn)、美食推薦、住宿信息和用戶評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來方便用戶查詢和規(guī)劃旅行路線。4、（本題5分）某旅游公司的旅游線路管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)旅游線路的信息，如線路編號(hào)、線路名稱、行程安排、價(jià)格、成團(tuán)人數(shù)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定線路、按照價(jià)格對(duì)線路進(jìn)行排序、新增旅游線路、修改線路信息、刪除冷門線路。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。5、（本題5分）某學(xué)校的圖書館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書信息，包括圖書編號(hào)、書名、作者、出版社、出版年份、館藏?cái)?shù)量、借閱狀態(tài)等。請(qǐng)為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠快速查找特定圖書、按作者或出版社分類查詢、統(tǒng)計(jì)熱門圖書，并支持新書的入庫(kù)和舊書的刪除操作。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)