廣東亞視演藝職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析課程設(shè)計》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析課程設(shè)計》2023-2024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2分，共40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、隊列可以用于實現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索算法。對于隊列在廣度優(yōu)先搜索中的應(yīng)用，以下描述哪一項是不正確的？（）A.從起始節(jié)點開始，將其加入隊列，然后依次處理隊列中的節(jié)點B.對于每個節(jié)點，將其未訪問過的鄰接節(jié)點加入隊列C.隊列中的節(jié)點按照加入的先后順序進行處理，保證了廣度優(yōu)先的搜索順序D.在搜索過程中，不需要標(biāo)記已訪問的節(jié)點，因為隊列可以自動避免重復(fù)訪問2、設(shè)計一個基于單片機的智能煙霧報警器系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測環(huán)境中的煙霧濃度，當(dāng)濃度超過設(shè)定閾值時發(fā)出聲光報警，并通過GSM模塊發(fā)送報警短信。3、在一個平衡二叉搜索樹中，進行插入操作后，可能會破壞平衡。為了恢復(fù)平衡，可能會進行多次旋轉(zhuǎn)操作。以下哪種情況可能導(dǎo)致最多的旋轉(zhuǎn)操作？（）A.插入的值總是大于當(dāng)前節(jié)點的值B.插入的值總是小于當(dāng)前節(jié)點的值C.插入的值隨機分布D.以上情況旋轉(zhuǎn)操作次數(shù)相同4、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理器（DSP）和攝像頭的運動目標(biāo)檢測系統(tǒng)，實時檢測視頻中的運動目標(biāo)。5、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的音頻均衡系統(tǒng)，能夠根據(jù)用戶需求對音頻頻譜進行動態(tài)調(diào)整。6、利用射頻技術(shù)設(shè)計一個藍牙音頻耳機，實現(xiàn)高質(zhì)量的無線音頻傳輸和控制功能。7、假設(shè)要對一個包含1000個元素的數(shù)組進行排序，以下哪種排序算法在平均情況下性能較好？（）A.冒泡排序B.選擇排序C.插入排序D.快速排序8、設(shè)計一個基于運算放大器的電壓跟隨器電路，具有高輸入阻抗和低輸出阻抗特性。9、設(shè)計一個基于Arduino的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設(shè)備的開啟和關(guān)閉，實現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。10、設(shè)計一個數(shù)字電路中的計數(shù)器擴展方案，實現(xiàn)更高進制的計數(shù)功能，進行功能驗證和性能測試。11、設(shè)計一個基于數(shù)字鎖相環(huán)的時鐘同步系統(tǒng)，能夠使多個設(shè)備的時鐘保持同步，分析其同步精度和穩(wěn)定性。12、AVL樹是一種平衡二叉搜索樹。假設(shè)我們正在使用一個AVL樹。以下關(guān)于AVL樹的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.AVL樹通過旋轉(zhuǎn)操作保持左右子樹的高度差不超過1，從而保證平衡B.插入和刪除節(jié)點后，可能需要進行多次旋轉(zhuǎn)操作來恢復(fù)AVL樹的平衡C.AVL樹的查找、插入和刪除操作的時間復(fù)雜度在最壞情況下均為O(logn)D.AVL樹的空間復(fù)雜度比普通二叉搜索樹高很多，不適合在內(nèi)存受限的環(huán)境中使用13、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個函數(shù)信號發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波、方波和三角波等常見信號，且頻率和幅度可調(diào)。14、設(shè)計一個數(shù)字頻率合成器，能夠輸出頻率在100kHz至10MHz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的正弦波，給出系統(tǒng)架構(gòu)和鎖相環(huán)參數(shù)計算。15、隊列可以用于實現(xiàn)廣度優(yōu)先遍歷算法。在廣度優(yōu)先遍歷中，以下關(guān)于隊列的使用描述錯誤的是（）A.從起始節(jié)點開始，將其入隊B.每次取出隊頭節(jié)點，并將其未訪問的鄰接節(jié)點入隊C.直到隊列為空，遍歷結(jié)束D.隊列中的節(jié)點順序與遍歷順序無關(guān)16、字符串匹配是一個常見的問題，KMP算法是一種高效的字符串匹配算法。假設(shè)主串為"ABABDABACDABABCABAB"，模式串為"ABABCABAB"，使用KMP算法進行匹配，以下關(guān)于匹配過程的描述，哪個是正確的？（）A.不需要回溯主串指針B.每次匹配失敗都回溯主串指針到起始位置C.只回溯模式串指針，不回溯主串指針D.同時回溯主串指針和模式串指針17、哈希表在解決沖突時有多種方法。關(guān)于解決哈希沖突的方法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.開放尋址法通過在哈希表中尋找空閑位置來解決沖突B.鏈地址法將沖突的元素存儲在鏈表中C.再哈希法通過更換哈希函數(shù)來減少沖突D.無論采用哪種解決沖突的方法，哈希表的查找效率都不會受到影響18、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。19、設(shè)計一個基于單片機的智能交通信號燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同時間段和交通流量自動調(diào)整信號燈的時長。20、設(shè)計一個基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度、光照強度、風(fēng)速等參數(shù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋什么是Trie樹的空間優(yōu)化方法。2、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個有向圖中進行拓?fù)渑判虻牟⑿兴惴ǎo出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其性能優(yōu)勢。3、（本題5分）解釋如何在一個二叉樹中進行按層之字形遍歷（即奇數(shù)層從左到右，偶數(shù)層從右到左），給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復(fù)雜度。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，通過并查集判斷給定的幾何圖形是否存在相交情況。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，判斷鏈表是否存在環(huán)，如果存在，找到環(huán)的入口節(jié)點，輸出節(jié)點值。3、（本題5分）基于跳表和Prim算法，設(shè)計一個程序，為一個校園無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃接入點的設(shè)置，使信號覆蓋全面且成本合理。4、（本題5分）設(shè)計一個算法，在一個二叉樹中找出所有節(jié)點的兄弟節(jié)點。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用拓?fù)渑判蚪鉀Q課程安排問題，給定課程的先修關(guān)系，輸出課程安排順序。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個在線考試系統(tǒng)需要管理考試信息，包括考試編號、考試名稱、考試時間、考生名單等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定考試、按照考試時間對考試進行排序、新增考試、刪除考試以及添加和刪除考生。請選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明算法和代碼實