營口理工學院《數據結構與算法（C描述）》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…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁營口理工學院《數據結構與算法（C描述）》

2023-2024學年第一學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、設計一個光通信收發(fā)模塊的驅動電路，能夠穩(wěn)定驅動光收發(fā)器件，給出電路設計和性能測試結果。2、設計一個無線遙控器語音控制電路，能夠通過語音指令控制電器設備的開關和調節(jié)，實現智能化控制。3、設計一個無線通信收發(fā)系統，工作頻率在2.4GHz，采用FSK調制解調方式，通信距離達到100米，詳細闡述系統的硬件設計和軟件實現。4、采用模擬電子技術設計一個低噪聲放大器，用于接收微弱信號并進行放大，給出噪聲系數和增益指標。5、當使用快速排序算法對一個數組進行排序時，選擇基準元素的策略對算法的性能有很大影響。假設總是選擇數組的第一個元素作為基準，在某些特殊情況下可能會導致算法的性能變差。以下哪種情況可能導致這種現象（）A.數組已經是有序的B.數組元素的值都相同C.數組元素隨機分布D.以上情況都不會6、想象一個網絡數據包的緩存系統，數據包按照到達的先后順序存儲，并且當緩存滿時需要刪除最早到達的數據包。以下哪種數據結構適合實現這個緩存？（）A.循環(huán)隊列，能夠實現先進先出，并且容易判斷滿和空的狀態(tài)B.棧，后進先出，不符合數據包的處理順序C.優(yōu)先隊列，根據優(yōu)先級處理，不適合按到達順序處理D.圖，用于表示復雜的關系，不適合簡單的數據包緩存7、設計一個基于數字邏輯電路的簡易密碼鎖系統，要求輸入正確密碼才能開鎖，密碼可由用戶自行設定，同時具備錯誤輸入次數限制及報警功能。8、設計一個直流無刷電機控制系統，能夠實現電機的正反轉、調速和位置控制，包括驅動電路和控制策略。9、設計一個基于藍牙和傳感器的可穿戴健康監(jiān)測設備，實時監(jiān)測心率、體溫等生理參數。10、對于一個棧，進行入棧和出棧操作時，如果棧頂指針top初始值為-1，當進行了一系列操作后，top的值為0，此時棧的狀態(tài)是？（）A.棧為空B.棧中只有一個元素C.棧已滿D.棧出錯11、設計一個高速光纖通信系統，傳輸速率達到100Gbps，說明系統組成和關鍵器件選型。12、設計一個基于ZigBee技術的智能養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統，能夠實時監(jiān)測養(yǎng)殖場內的溫度、濕度、氨氣濃度等參數。13、設計一個數字信號處理系統，能夠對語音信號進行降噪處理，給出系統的硬件架構和軟件算法實現。14、設計一個基于數字信號處理的音頻分離系統，將混合音頻中的不同聲音成分分離出來。15、想象一個需要對大量文本進行詞頻統計的任務，以下哪種數據結構可以高效地存儲和查詢詞頻信息？（）A.二叉樹，構建和查詢效率一般B.哈希表，能夠快速插入和查找詞頻C.鏈表，插入和查找操作效率低D.數組，不便于動態(tài)添加和查找不同的詞16、設計一個數字頻率計高精度電路，能夠實現更高精度的頻率測量，精度達到±0.01Hz。17、設計一個基于模擬比較器的電池電量監(jiān)測系統，當電量低于設定值時進行報警提示。18、設計一個基于STM32的智能農業(yè)灌溉系統，能夠根據土壤濕度和氣象數據自動控制灌溉設備的運行，實現精準灌溉和水資源節(jié)約。19、在一個具有n個節(jié)點的帶權有向圖中，使用Dijkstra算法求單源最短路徑，其時間復雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(ne)20、設計一個基于數字濾波器和單片機的電機噪聲抑制系統，降低電機運行時的噪聲。21、設計一個基于PLC的工業(yè)機器人控制系統，能夠實現機器人的運動控制、軌跡規(guī)劃和任務執(zhí)行。22、設計一個數字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率，精度達到一定要求，給出硬件電路設計和軟件算法流程。23、在圖的存儲結構中，鄰接多重表主要用于無向圖的存儲。對于鄰接多重表的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.鄰接多重表能夠減少在無向圖中存儲邊時的冗余信息B.便于對邊進行刪除和插入操作C.鄰接多重表的空間復雜度比鄰接表低D.鄰接多重表在查找邊的信息時效率比鄰接矩陣高24、在選擇排序算法中，每次都從未排序部分選擇最小的元素放到已排序部分的末尾。假設一個數組的元素數量較大，以下關于選擇排序的時間復雜度和空間復雜度，哪個是正確的（）A.時間復雜度為O(nlogn)，空間復雜度為O(1)B.時間復雜度為O(n^2)，空間復雜度為O(n)C.時間復雜度為O(n^2)，空間復雜度為O(1)D.時間復雜度為O(n)，空間復雜度為O(1)25、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關于歸并排序的描述，不正確的是（）A.空間復雜度為O(n)B.是一種穩(wěn)定的排序算法C.最壞、最好和平均時間復雜度均為O(nlogn)D.不能用于鏈表的排序26、設計一個基于模擬積分器的積分型模數轉換器（ADC），分析其轉換精度和速度。27、設計一個基于物聯網技術的智能物流跟蹤系統，能夠實時跟蹤貨物的位置和狀態(tài)，提供物流信息查詢服務。28、設計一個音頻功率放大器保護電路，能夠在功放出現故障時自動切斷電源，保護揚聲器和功放電路。29、設計一個基于數字鎖相環(huán)和頻率合成器的通信信號源，產生穩(wěn)定的、頻率可調的通信信號。30、設計一個基于單片機的智能小車控制系統，能夠實現小車的前進、后退、轉彎、調速等功能，并具備避障功能。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個在線投票系統中，需要記錄每個投票選項的票數，并實時顯示投票結果。設計一種數據結構和算法，能夠高效地處理投票操作，防止重復投票，并快速地統計和展示投票結果。2、（本題5分）一個物流配送中心需要對貨物的運輸路徑進行規(guī)劃，已知各個城市之間的距離和運輸成本。設計一種數據結構和算法，能夠找到從起始城市到目標城市的最短路徑和最低成本路徑。3、（本題5分）某公司的員工信息（包括員工編號、姓名、年齡、部門、工資等）以哈希表的形式存儲。由于公司規(guī)模擴大，員工數量急劇增加，導致哈希沖突頻繁。請?zhí)岢龈倪M方案，重新設計哈希函數和解決沖突的方法，并分析改進后的時間復雜度和空間復雜度。同時，實現以下功能：（1）查找特定員工的信息；（2）統計每個部門的員工人數。4、（本題5分）一個圖書館的圖書借閱系統需要記錄讀者的借閱信息、歸還日期和逾期情況。設計合適的數據結構來管理這些信息，能夠快速地查詢讀者的借閱記錄、提醒讀者歸還圖書，并統計圖書的借閱頻率。5、（本題5分）一個在線點餐外賣系統需要管理餐廳信息、菜品信息、用戶訂單、配送信息等。設計數據結構來實現餐廳和菜品的添加、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。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明如何在一個二叉搜索樹中查找指定范圍內的節(jié)點，給出算法步驟和實現代碼，并分析其時間復雜度。2、（本題5分）解釋什么是后綴數組數據結構，說明其構建過程和應用場景，并闡述如何進行字符串匹配操作。3、（本題5分）深入探討在一個具有n個元素的二叉搜索樹中，如何刪除一個值為x且有兩個子節(jié)點的節(jié)點。4、（本題5分）數組的排序算法中，快速排序的實現過