遼寧科技學院《數(shù)據(jù)結(jié)構與算法》2022-2023學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁遼寧科技學院《數(shù)據(jù)結(jié)構與算法》

2022-2023學年第一學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1分，共20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、在數(shù)據(jù)結(jié)構的教學中，案例分析是一種有效的方法。以下關于案例分析的描述，不準確的是：（）A.選擇實際的應用案例，如學生成績管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等，展示數(shù)據(jù)結(jié)構的應用B.通過對案例的分析，讓學生理解如何根據(jù)需求選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構和算法C.案例分析可以幫助學生將抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構概念與具體的問題解決聯(lián)系起來D.案例分析只適用于簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構，對于復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構和算法不適用2、設計一個基于ADC和微控制器的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠測量pH值、溶解氧、電導率等水質(zhì)參數(shù)。3、設計一個集成電路制造工藝中的離子注入工藝參數(shù)優(yōu)化方案，提高注入的均勻性和準確性。4、設計一個基于無線傳感器網(wǎng)絡的智能家居系統(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)的整體架構和實現(xiàn)細節(jié)。5、設計一個基于FPGA的數(shù)字信號解調(diào)系統(tǒng)，支持常見的調(diào)制方式（如QPSK、16QAM等）的解調(diào)。6、根據(jù)數(shù)字信號處理理論，設計一個音頻頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號的頻譜分布。7、設計一個數(shù)字電壓表校準電路，能夠?qū)?shù)字電壓表進行校準，提高測量精度。8、設計一個基于光電傳感器的自動門控制系統(tǒng)，當檢測到有人靠近時自動開門，一段時間后自動關門。9、設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。10、設計一個基于運算放大器的電壓比較器電路，能夠比較兩個輸入電壓的大小，并輸出高低電平信號。11、在一個m行n列的二維數(shù)組中，按行優(yōu)先存儲時，元素a[i][j]的存儲地址與a[0][0]的存儲地址之間相差的元素個數(shù)為？（）A.i*n+jB.j*m+iC.i*m+jD.j*n+i12、設計一個基于FPGA的高速數(shù)據(jù)通信接口，支持PCIe或以太網(wǎng)接口，給出硬件設計和驅(qū)動開發(fā)。13、設計一個基于運算放大器的比較器陣列電路，能夠同時比較多個輸入信號的大小。14、設計一個基于數(shù)字邏輯的電梯控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電梯的上下運行、樓層?？亢统貓缶裙δ?。15、設計一個音頻均衡器參數(shù)自動調(diào)整與存儲電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號自動調(diào)整均衡器參數(shù)，并將參數(shù)存儲起來供下次使用。16、設計一個基于DSP的音頻編碼系統(tǒng)，實現(xiàn)MP3或AAC編碼，給出算法流程和代碼優(yōu)化。17、設計一個鋰電池充電管理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)恒流恒壓充電，具有過溫、過流保護功能，描述電路原理和芯片選型。18、設計一個無線通信模塊電路，能夠?qū)崿F(xiàn)短距離無線數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離在100米以內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps。19、在二叉搜索樹中，左子樹的所有節(jié)點值都小于根節(jié)點值，右子樹的所有節(jié)點值都大于根節(jié)點值。假設存在一個二叉搜索樹，插入一系列值：50、30、70、20、40、60、80。在插入這些值后，要查找值為60的節(jié)點，以下哪種查找路徑是正確的？（）A.50-70-60B.50-30-40-60C.50-70-80-60D.50-30-20-6020、利用通信原理知識，設計一個無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能夠在一定距離內(nèi)穩(wěn)定傳輸數(shù)字信號，具備抗干擾和糾錯能力，且傳輸速率達到特定要求。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述如何在一個二叉堆中查找第k大的元素，給出算法思路和優(yōu)化方法。2、（本題5分）描述二叉樹的遍歷算法在二叉樹的染色問題、樹的轉(zhuǎn)換問題中的應用。3、（本題5分）解釋如何在一個有序數(shù)組中進行快速插入操作，保持數(shù)組的有序性，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復雜度。4、（本題5分）深入解釋在最小生成樹的Prim算法中，如何選擇邊來構建最小生成樹，以及算法的時間復雜度分析。5、（本題5分）深入解釋在具有n個頂點的有向圖中，如何判斷圖是否強連通，并給出具體的算法思想和實現(xiàn)步驟。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個算法，將一個二叉樹轉(zhuǎn)換為對應的森林，并輸出森林中各樹的先序遍歷序列。2、（本題5分）設計一個動態(tài)規(guī)劃程序，解決編輯距離問題，輸出編輯距離。3、（本題5分）設計一個哈希表程序，支持動態(tài)擴容和縮容，當元素數(shù)量超過一定閾值時自動擴容，刪除元素后空間利用率低時自動縮容。4、（本題5分）比較AVL樹和紅黑樹在大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲中的適用性，設計實驗評估。5、（本題5分）優(yōu)化并查集的合并策略，提高集合操作的效率，通過大規(guī)模數(shù)據(jù)測試效果。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線招聘系統(tǒng)需要管理職位信息，包括職位編號、職位名稱、工作地點、薪資范圍、招聘人數(shù)等。系統(tǒng)要支持快速查找特定職位、按照薪資范圍對職位進行排序、新增職位、修改職位信息、關閉招聘職位。請確定恰當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。2、（本題10分）某電商平臺的促銷活動規(guī)則管理系統(tǒng)需要定義不同的促銷活動類型、適用商品、優(yōu)惠條件、活動時間等。設計數(shù)據(jù)結(jié)構來存儲和管理促銷活動規(guī)則，支持活動的創(chuàng)建、修改、刪除和查詢，能夠準確計算商品在活動中的優(yōu)惠價格。3、（本題10分）某音樂平臺需要對用戶的播放記錄和收藏歌曲進行管理。用戶信息包括用戶