上海公安學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析實驗》2023-2024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1頁，共3頁上海公安學院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析實驗》2023-2024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15個小題，每小題2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)計一個基于壓力傳感器的稱重系統(tǒng)，能夠測量較大物體的重量，并具有超載報警功能。2、設(shè)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(shè)計和驅(qū)動開發(fā)。3、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應用中，假設(shè)需要存儲和操作一個學生成績的集合，并且能夠快速查找某個學生的成績、計算平均成績等操作。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的（）A.棧B.隊列C.二叉搜索樹D.哈希表4、設(shè)計一個基于PLC的工業(yè)機器人控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機器人的運動軌跡規(guī)劃、動作控制和故障診斷功能。5、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字信號編碼系統(tǒng)，實現(xiàn)曼徹斯特編碼、NRZ編碼等常見編碼方式。6、設(shè)計一個電子血壓計數(shù)據(jù)分析電路，能夠?qū)ρ獕河嫓y量的數(shù)據(jù)進行分析和統(tǒng)計，為醫(yī)療診斷提供參考。7、設(shè)計一個電子血壓計無線傳輸電路，能夠?qū)⒀獕河嫷臏y量數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸?shù)绞謾C或電腦進行分析和處理。8、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.算法的時間復雜度為O(n^2)，其中n是頂點的數(shù)量9、設(shè)計一個基于傳感器的智能車位檢測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r檢測車位的占用情況，并將信息顯示在顯示屏上。10、設(shè)計一個基于數(shù)字電位器的音量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對音頻信號音量的連續(xù)調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)范圍可設(shè)定。11、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個密碼鎖控制系統(tǒng)，通過輸入正確的密碼實現(xiàn)開鎖，具有錯誤輸入報警功能。12、在一個有序數(shù)組中，使用二分查找查找一個特定元素，如果查找失敗，最終比較次數(shù)與數(shù)組長度n的關(guān)系是：（）A.比較次數(shù)小于等于log?(n+1)B.比較次數(shù)等于nC.比較次數(shù)小于等于n/2D.比較次數(shù)小于等于n-113、設(shè)計一個基于FPGA的圖像縮放系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進行任意比例的縮放。14、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.空間復雜度B.時間復雜度C.代碼實現(xiàn)的難度D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用性15、設(shè)計一個用于光伏逆變器的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)最大功率點跟蹤和電能質(zhì)量控制，給出系統(tǒng)架構(gòu)和控制策略。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細說明選擇排序算法在元素基本有序時的性能表現(xiàn)。2、（本題5分）解釋在一個帶權(quán)無向圖中，如何使用弗洛伊德算法求解任意兩點之間的最短路徑，說明算法的空間復雜度和時間復雜度。3、（本題5分）闡述在一個循環(huán)隊列中，如何判斷隊空和隊滿的條件，并解釋為什么需要這樣判斷，以及可能會出現(xiàn)的誤判情況和解決方法。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某高校的課程管理系統(tǒng)需要對課程的選課信息進行處理。選課信息包括課程編號、課程名稱、授課教師、選課學生名單等。這些信息以隊列和棧的組合形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）按照選課先后順序輸出選課學生名單；（2）撤銷某個學生的選課；（3）統(tǒng)計每門課程的選課人數(shù)；（4）調(diào)整選課順序，將優(yōu)先選課的學生排在前面。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）一個在線房產(chǎn)中介系統(tǒng)需要管理房源信息、房東信息、租客需求、租賃合同等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)房源的發(fā)布、租客需求的匹配、合同的簽訂和管理，能夠保障交易的安全和透明。3、（本題5分）一個在線音樂平臺的歌單管理系統(tǒng)需要記錄歌單信息、歌曲列表和用戶收藏情況。歌單信息包括歌單ID、歌單名稱、創(chuàng)建者ID，歌曲列表包括歌曲ID、歌單ID，用戶收藏情況包括用戶ID、歌單ID。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理歌單數(shù)據(jù)，實現(xiàn)歌單的創(chuàng)建、歌曲的添加和刪除、用戶的收藏和取消收藏，并統(tǒng)計熱門歌單。4、（本題5分）某酒店的客房預訂系統(tǒng)需要管理客房信息，包含客房編號、房型、價格、入住狀態(tài)、預訂客人姓名等。系統(tǒng)要支持快速查找特定客房、按照價格對客房進行排序、新增客房預訂、取消預訂以及修改客房的入住狀態(tài)。請設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供完整的代碼實現(xiàn)和性能分析。5、（本題5分）在一個在線旅游攻略分享平臺中，需要管理目的地信息、用戶攻略、景點評價和熱門路線等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持目的地和景點的添加、刪除和修改，用戶攻略的發(fā)布和分享，景點評價的管理，以及熱門路線的推薦，并能夠根據(jù)用戶興趣和行為進行個性化的攻略推送。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個哈夫曼樹，根據(jù)給