河北藝術(shù)職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷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、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的語音增強系統(tǒng)，能夠在噪聲環(huán)境下提高語音的清晰度和可懂度。2、設(shè)計一個紅外線測距電路，能夠測量物體與傳感器之間的距離，測量范圍為10cm到100cm，精度為±1cm。3、設(shè)計一個低通有源濾波器電路，截止頻率為2kHz，通帶增益為2倍，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-5kHz。4、鏈表是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在很多場景中得到應(yīng)用。關(guān)于鏈表的特點，以下描述錯誤的是：（）A.鏈表的存儲空間不必連續(xù)，可以通過指針來鏈接各個節(jié)點B.對鏈表進行插入和刪除操作時，不需要移動大量元素，效率較高C.鏈表可以方便地實現(xiàn)隨機訪問，查找任意位置的元素速度很快D.單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表是常見的鏈表類型，它們各有特點和適用場景5、設(shè)計一個基于ADC的壓力測量系統(tǒng)，測量范圍為0-100MPa，精度為0.1MPa，通過串口將測量數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機。6、設(shè)計一個基于音頻運放的耳機均衡器，能夠?qū)Σ煌l段的音頻進行獨立的增益調(diào)節(jié)。7、設(shè)計一個基于PLC的食品加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)食品的加工、包裝、質(zhì)量檢測等環(huán)節(jié)的自動化控制。8、快速排序是一種高效的排序算法。以下關(guān)于快速排序的描述，錯誤的是（）A.選擇一個基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為小于基準(zhǔn)和大于基準(zhǔn)兩部分，然后對這兩部分分別排序B.快速排序的平均時間復(fù)雜度為O(nlog?n)，但在最壞情況下為O(n2)C.快速排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.快速排序每次都能將數(shù)組均勻地分成兩部分9、設(shè)計一個基于單片機的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測水中的溶解氧、pH值、電導(dǎo)率等參數(shù)，并通過GPRS模塊將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。10、設(shè)計一個音頻放大器功率擴展電路，能夠增加放大器的輸出功率，滿足更大功率的音頻播放需求。11、設(shè)計一個基于Wi-Fi的智能家居安防系統(tǒng)，實現(xiàn)入侵檢測、視頻監(jiān)控和報警功能，闡述系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。12、設(shè)計一個太陽能熱水器控制器遠(yuǎn)程控制電路，能夠通過手機或電腦遠(yuǎn)程控制熱水器的工作狀態(tài)，并且具有故障報警功能。13、設(shè)計一個簡單的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)，描述網(wǎng)關(guān)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件功能。14、設(shè)計一個數(shù)字信號編碼方案，如曼徹斯特編碼或差分曼徹斯特編碼，分析編碼效率和抗干擾能力。15、設(shè)計一個射頻識別（RFID）系統(tǒng)的讀寫器，能夠準(zhǔn)確讀取和寫入標(biāo)簽信息，考慮防碰撞算法的實現(xiàn)。16、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計一個用于數(shù)控機床的電機驅(qū)動電路，實現(xiàn)電機的精確調(diào)速和位置控制。17、設(shè)計一個數(shù)字鑒相器，能夠測量兩個輸入信號的相位差，精度達到1度，給出電路結(jié)構(gòu)和工作原理。18、設(shè)計一個基于555定時器的脈沖發(fā)生器，輸出脈沖頻率和占空比可調(diào)，說明電路原理和調(diào)試要點。19、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，查找操作也是常見的操作之一。順序查找適用于無序數(shù)組，其平均時間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(logn)D.O(1)20、設(shè)計一個基于CCD圖像傳感器的圖像采集系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高速圖像采集和數(shù)據(jù)傳輸，說明系統(tǒng)硬件組成和接口電路。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何使用樹狀數(shù)組求解前綴和問題，并分析其時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）簡述哈希表的性能優(yōu)化方法，包括哈希函數(shù)的改進、處理哈希沖突的策略調(diào)整等。3、（本題5分）解釋如何在一個鏈表中實現(xiàn)插入排序，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）給定一個整數(shù)數(shù)組，設(shè)計算法找出其中和最接近給定值的子數(shù)組。2、（本題5分）設(shè)計一個哈希表程序，采用開放尋址法的優(yōu)化版本處理哈希沖突，提高性能并展示操作過程和結(jié)果。3、（本題5分）研究AVL樹在空間利用效率方面的特點，設(shè)計優(yōu)化存儲的方案。4、（本題5分）設(shè)計一個樹狀數(shù)組，實現(xiàn)高效的區(qū)間求和和更新操作，分析其性能。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用鄰接表存儲無向圖，獲取指定頂點的度，并輸出度的值。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個物流配送中心需要對貨物的配送路徑進行規(guī)劃。配送地點以圖的形式表示，邊的權(quán)重表示兩地之間的距離。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到從起點到終點的最短路徑；（2）判斷圖中是否存在負(fù)權(quán)邊，如果有，如何處理；（3）使用弗洛伊德算法計算所有點對之間的最短路徑；（4）如果新增一個配送地點，如何更新最短路徑。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題10分）假設(shè)一個視頻網(wǎng)站需要存儲大量的視頻信