鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程設(shè)計》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程設(shè)計》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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)計一個電子秤數(shù)據(jù)加密電路，能夠?qū)﹄娮映拥臏y量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證數(shù)據(jù)的安全性。2、在鏈表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，每個節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)和指向下一個節(jié)點(diǎn)的指針。假設(shè)存在一個單向鏈表，包含元素10、20、30、40、50，其中頭節(jié)點(diǎn)存儲的值為10。如果要刪除值為30的節(jié)點(diǎn)，需要對鏈表進(jìn)行相應(yīng)的操作。以下哪種操作步驟是正確的？（）A.從頭節(jié)點(diǎn)開始遍歷，找到值為30的節(jié)點(diǎn)，將其直接刪除B.從頭節(jié)點(diǎn)開始遍歷，找到值為30的節(jié)點(diǎn)，將其前一個節(jié)點(diǎn)的指針指向其后一個節(jié)點(diǎn)C.從尾節(jié)點(diǎn)開始遍歷，找到值為30的節(jié)點(diǎn)，將其刪除D.無需遍歷，直接刪除值為30的節(jié)點(diǎn)3、設(shè)計一個基于模擬濾波器和數(shù)字濾波器的組合濾波系統(tǒng)，有效濾除復(fù)雜噪聲。4、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理中的目標(biāo)檢測系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確檢測出特定目標(biāo)，分析檢測的準(zhǔn)確率和實時性。5、設(shè)計一個數(shù)字信號處理系統(tǒng)，能夠?qū)φZ音信號進(jìn)行降噪處理，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件算法實現(xiàn)。6、隨著技術(shù)的發(fā)展，新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。以下關(guān)于新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，不正確的是：（）A.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常是為了解決特定的問題或提高性能而提出的B.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一定比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更優(yōu)秀，應(yīng)完全取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C.了解新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有助于拓展思維和應(yīng)對復(fù)雜的應(yīng)用場景D.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需要根據(jù)具體需求進(jìn)行評估和選擇7、設(shè)計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻圖像的縮放、旋轉(zhuǎn)、色彩調(diào)整等功能。8、設(shè)計一個音頻降噪電路，能夠有效降低環(huán)境噪聲對音頻信號的影響，給出電路設(shè)計和降噪效果測試。9、設(shè)計一個基于霍爾傳感器的電流測量電路，能夠測量0-10A的直流電流，精度達(dá)到0.1A。10、設(shè)計一個基于FPGA的圖像濾波系統(tǒng)，實現(xiàn)中值濾波、均值濾波等功能，去除圖像噪聲。11、設(shè)計一個基于STM32的智能水質(zhì)凈化系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)，并自動控制凈化設(shè)備的運(yùn)行，保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)。12、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用中，優(yōu)先隊列常用于處理具有優(yōu)先級的任務(wù)。以下關(guān)于優(yōu)先隊列的實現(xiàn)方式，錯誤的是：（）A.可以用堆來實現(xiàn)優(yōu)先隊列，插入和刪除操作的時間復(fù)雜度都較低B.可以用有序數(shù)組來實現(xiàn)優(yōu)先隊列，但插入操作的時間復(fù)雜度較高C.可以用無序數(shù)組來實現(xiàn)優(yōu)先隊列，查找最大（或最小）元素的時間復(fù)雜度為O(1)D.無論采用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)優(yōu)先隊列，其性能都相同13、設(shè)計一個射頻電路中的濾波器性能優(yōu)化方案，包括帶寬、插入損耗和帶外抑制等指標(biāo)。14、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理中圖像特征提取和分類系統(tǒng)，分析特征的有效性和分類準(zhǔn)確率。15、考慮一個物流配送系統(tǒng)，需要規(guī)劃車輛的行駛路線，使得配送成本最小。假設(shè)城市之間的道路可以表示為一個有權(quán)圖，以下哪種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常用于解決這個問題？（）A.深度優(yōu)先搜索算法和鄰接矩陣B.廣度優(yōu)先搜索算法和鄰接表C.迪杰斯特拉算法和優(yōu)先隊列D.弗洛伊德算法和數(shù)組16、在一個圖的表示和處理中，如果圖的邊數(shù)相對較少，并且需要快速判斷兩個頂點(diǎn)之間是否存在邊，以下哪種圖的存儲結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的？（）A.鄰接矩陣，直觀表示頂點(diǎn)之間的關(guān)系B.鄰接表，節(jié)省存儲空間C.十字鏈表，方便進(jìn)行頂點(diǎn)和邊的操作D.邊集數(shù)組，集中存儲邊的信息17、設(shè)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。18、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計一個智能電梯群控系統(tǒng)，優(yōu)化多部電梯的運(yùn)行調(diào)度，提高運(yùn)輸效率。19、設(shè)計一個基于數(shù)字溫度傳感器和無線傳輸模塊的冷鏈物流溫度監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測貨物運(yùn)輸過程中的溫度變化。20、插入排序在小型數(shù)據(jù)集上表現(xiàn)較好。以下關(guān)于插入排序的描述，不正確的是（）A.將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序的平均時間復(fù)雜度為O(n2)，但在近乎有序的情況下性能較好C.插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.插入排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時效率很高21、設(shè)計一個基于單片機(jī)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。22、設(shè)計一個集成電路測試中的故障模擬和診斷系統(tǒng)，提高故障檢測率和定位精度。23、設(shè)計一個數(shù)字電路中的計數(shù)器擴(kuò)展方案，實現(xiàn)更高進(jìn)制的計數(shù)功能，進(jìn)行功能驗證和性能測試。24、設(shè)計一個音頻混音控制臺，能夠同時處理多路音頻輸入，實現(xiàn)音量調(diào)節(jié)、平衡控制等功能，給出系統(tǒng)方案和電路實現(xiàn)。25、在一個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包處理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)包按照到達(dá)的順序被處理，但是某些高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包需要優(yōu)先處理。為了實現(xiàn)這種優(yōu)先級處理機(jī)制，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以被應(yīng)用？（）A.優(yōu)先級隊列B.單調(diào)隊列C.循環(huán)隊列D.有序數(shù)組26、在一個大型企業(yè)的員工管理系統(tǒng)中，需要存儲員工的基本信息，如姓名、工號、部門、職位等，并且能夠按照部門快速查找和統(tǒng)計員工數(shù)量。為了實現(xiàn)這樣的功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是比較合適的選擇？（）A.字典樹B.堆C.跳表D.并查集27、在一個數(shù)據(jù)壓縮算法中，需要構(gòu)建一個頻繁出現(xiàn)的字符或字符串的編碼表。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合存儲這種編碼信息，以便快速查找和使用？（）A.哈希表B.二叉樹C.堆D.圖28、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。29、假設(shè)正在實現(xiàn)一個緩存系統(tǒng)，需要存儲最近訪問過的數(shù)據(jù)，當(dāng)緩存滿時刪除最久未使用的數(shù)據(jù)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和策略可以用于實現(xiàn)這個緩存？（）A.隊列，先進(jìn)先出刪除數(shù)據(jù)B.棧，后進(jìn)先出刪除數(shù)據(jù)C.鏈表結(jié)合LRU（最近最少使用）策略D.數(shù)組，隨機(jī)刪除數(shù)據(jù)30、若要在一個鏈表中刪除一個指定節(jié)點(diǎn)，以下哪個操作是必須先完成的？（）A.找到要刪除節(jié)點(diǎn)的前一個節(jié)點(diǎn)B.找到要刪除節(jié)點(diǎn)的后一個節(jié)點(diǎn)C.釋放要刪除節(jié)點(diǎn)所占用的存儲空間D.更新鏈表的頭指針二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某公司的人力資源管理系統(tǒng)需要存儲員工的培訓(xùn)記錄，如員工編號、培訓(xùn)課程、培訓(xùn)時間、培訓(xùn)成績等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定員工的培訓(xùn)記錄、按照培訓(xùn)成績對員工進(jìn)行排序、新增培訓(xùn)記錄、修改培訓(xùn)信息、刪除無效記錄。請設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實現(xiàn)和性能分析。2、（本題5分）某電商倉庫管理系統(tǒng)需要存儲貨物的種類、數(shù)量、存放位置和入庫出庫時間等信息。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲貨物信息，支持貨物的入庫、出庫、盤點(diǎn)和庫存查詢操作，并能夠根據(jù)貨物的入庫時間和保質(zhì)期進(jìn)行優(yōu)先出庫處理。3、（本題5分）假設(shè)一個電商平臺要進(jìn)行促銷活動，需要根據(jù)用戶的購買歷史和瀏覽記錄為其推薦相關(guān)商品。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲用戶的行為數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)推薦算法，能夠快速為用戶生成個性化的商品推薦列表。4、（本題5分）一個在線點(diǎn)餐外賣系統(tǒng)需要管理餐廳信息、菜品信息、用戶訂單、配送信息等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)餐廳和菜品的添加、刪除、修改，用戶訂單的處理和配送狀態(tài)的跟蹤，能夠優(yōu)化配送路線和提高訂單處理效率。5、（本題5分）一家酒店的預(yù)訂系統(tǒng)需要記錄房間信息和預(yù)訂記錄，房間信息包括房間號、房間類型、價格、可預(yù)訂狀態(tài)，預(yù)訂記錄包括預(yù)訂ID、房間號、入住時間、退房時間、客人姓名。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理預(yù)訂數(shù)據(jù)，實現(xiàn)房間的快速預(yù)訂、取消預(yù)訂、查詢房間可用性，并統(tǒng)計不同時間段的預(yù)訂率。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何使用桶排序?qū)σ欢ǚ秶鷥?nèi)的整數(shù)進(jìn)行排序，分析其適用條件和時間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個具有n個頂點(diǎn)的無向圖中找出所有的橋。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在具有n個元素的雙向循環(huán)鏈表中，如何在指定位置插入節(jié)點(diǎn)，并給出具體的算法步驟和代碼實現(xiàn)。4、（本題5分）解釋在一個具有n個