湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

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)計一個音頻功率放大器的保護(hù)電路，能夠在過流、過壓、過熱等情況下保護(hù)放大器和揚聲器，給出電路設(shè)計和保護(hù)機(jī)制。2、設(shè)計一個用于智能音箱的語音處理模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)語音喚醒、識別和合成，給出系統(tǒng)架構(gòu)和算法實現(xiàn)。3、設(shè)計一個基于光電耦合器的電氣隔離系統(tǒng)，實現(xiàn)輸入輸出信號的有效隔離，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。4、利用數(shù)字信號處理技術(shù)，設(shè)計一個語音識別系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確識別特定的語音指令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。5、設(shè)計一個基于藍(lán)牙5.3的智能音箱，能夠?qū)崿F(xiàn)語音交互、音樂播放、智能家居控制等功能，音質(zhì)清晰，響應(yīng)迅速。6、設(shè)計一個液晶顯示的背光源系統(tǒng)，能夠提供均勻、穩(wěn)定的光照，具有亮度調(diào)節(jié)和色彩控制功能。7、假設(shè)在一個算法競賽中，需要在有限的時間內(nèi)解決一個涉及大量數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜邏輯的問題。在選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，以下哪個因素通常是最關(guān)鍵的考慮因素？（）A.空間復(fù)雜度B.時間復(fù)雜度C.代碼實現(xiàn)的難度D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用性8、設(shè)計一個基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光控制、窗簾控制、家電控制等功能，給出系統(tǒng)的整體架構(gòu)和實現(xiàn)細(xì)節(jié)。9、設(shè)計一個低通濾波器，采用橢圓濾波器設(shè)計，截止頻率為200Hz，通帶波紋和阻帶衰減滿足特定要求，給出電路參數(shù)和性能分析。10、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個計數(shù)器和定時器，實現(xiàn)計數(shù)和定時功能，并可設(shè)置不同的工作模式。11、設(shè)計一個基于光電傳感器的自動門控制系統(tǒng)，當(dāng)有人靠近時自動開門，一段時間后自動關(guān)門。12、使用單片機(jī)設(shè)計一個智能安防系統(tǒng)，能夠檢測入侵、火災(zāi)等異常情況，并及時發(fā)出警報和通知用戶。13、根據(jù)模擬電路理論，設(shè)計一個用于醫(yī)療設(shè)備的生物電信號放大器，能夠放大微弱的生物電信號，如心電、腦電等。14、設(shè)計一個音頻濾波器電路，能夠?qū)斎氲囊纛l信號進(jìn)行低通、高通、帶通和帶阻濾波，濾波頻率可調(diào)節(jié)。15、設(shè)計一個基于單片機(jī)的智能門鎖系統(tǒng)，支持密碼、指紋、刷卡等多種開鎖方式，并具有報警功能。16、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，棧是一種特殊的線性表，遵循先進(jìn)后出的原則。假設(shè)一個程序需要對一系列操作進(jìn)行逆序處理，例如計算表達(dá)式的值或者實現(xiàn)函數(shù)調(diào)用的嵌套。以下哪種應(yīng)用場景最適合使用棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（）A.按照優(yōu)先級對任務(wù)進(jìn)行排序B.存儲一組無序的整數(shù)并進(jìn)行快速查找C.模擬瀏覽器的前進(jìn)和后退功能D.實現(xiàn)一個優(yōu)先隊列17、設(shè)計一個基于單片機(jī)的智能門禁系統(tǒng)，能夠通過指紋識別、密碼輸入或刷卡方式進(jìn)行身份驗證，控制門的開關(guān)。18、設(shè)計一個高速并行通信系統(tǒng)，采用DDR3內(nèi)存接口，傳輸速率達(dá)到1066Mbps，說明硬件實現(xiàn)和時序控制。19、在圖的最短路徑問題中，Dijkstra算法是一種常用的算法。以下關(guān)于Dijkstra算法的描述中，不正確的是（）A.該算法適用于有向圖和無向圖B.算法從起始頂點開始，逐步計算到其他頂點的最短路徑C.算法通過不斷更新頂點的距離值來找到最短路徑D.算法的時間復(fù)雜度為O(n^2)，其中n是頂點的數(shù)量20、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。以下關(guān)于棧的描述，錯誤的是（）A.棧的操作遵循后進(jìn)先出（LIFO）原則B.入棧和出棧操作的時間復(fù)雜度都為O(1)C.?？梢杂脭?shù)組或鏈表來實現(xiàn)D.棧只能用于實現(xiàn)簡單的數(shù)值計算，不能用于復(fù)雜的算法二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）數(shù)組的查找算法中，線性查找的實現(xiàn)過程和時間復(fù)雜度是多少？在什么情況下適用？2、（本題5分）闡述隊列的隊頭和隊尾的含義，以及在入隊和出隊操作中如何維護(hù)隊頭和隊尾。3、（本題5分）詳細(xì)說明如何使用拓?fù)渑判蚺袛嘁粋€有向圖是否存在環(huán)。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，利用平衡二叉樹存儲一組隨機(jī)整數(shù)，實現(xiàn)插入操作并保持樹的平衡，同時能夠查找特定整數(shù)是否存在。2、（本題5分）設(shè)計一個哈希表程序，支持哈希表的遍歷操作，按照特定順序輸出所有元素。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，在給定的數(shù)組中查找第k小的元素，輸出該元素的值。4、（本題5分）設(shè)計一個算法，在一個字符串中找出所有的回文子串。5、（本題5分）設(shè)計一個基數(shù)排序算法，對多位數(shù)進(jìn)行排序，分析其性能優(yōu)勢和適用情況。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個電商倉庫的庫存管理系統(tǒng)需要對商品的庫存數(shù)量和出入庫記錄進(jìn)行管理。商品信息包括商品編號、名稱、庫存數(shù)量、出入庫記錄等?？紤]使用靜態(tài)鏈表來存儲這些信息。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某種商品的庫存數(shù)量；（2）商品入庫時增加庫存數(shù)量并記錄；（3）商品出庫時減少庫存數(shù)量并記錄；（4）統(tǒng)計庫存數(shù)量低于預(yù)警值的商品種類。分析所設(shè)計算法的時間復(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