喀什大學《數(shù)據(jù)結構W》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頁喀什大學

《數(shù)據(jù)結構W》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、設計一個基于FPGA的數(shù)字通信收發(fā)系統(tǒng)，支持常見的通信協(xié)議，如UART、SPI等。2、設計一個溫度控制系統(tǒng)擴展電路，能夠增加溫度控制的精度和穩(wěn)定性，并且具有遠程控制功能。3、設計一個簡單的數(shù)字電視信號接收器，能夠接收和解碼數(shù)字電視信號，給出硬件設計和解碼算法。4、利用數(shù)字電路技術，設計一個自動售貨機的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)商品選擇、支付和出貨功能。5、在一個在線游戲的玩家匹配系統(tǒng)中，需要根據(jù)玩家的技能水平將他們分組。以下哪種數(shù)據(jù)結構適合快速確定某個玩家應該屬于哪個組？（）A.平衡二叉樹B.哈希表C.堆D.圖6、設計一個簡單的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用Zigbee技術，實現(xiàn)多個節(jié)點之間的通信，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程。7、設計一個基于藍牙技術的無線傳感器網絡節(jié)點，能夠采集環(huán)境溫度、濕度和光照等信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到手機終端，說明節(jié)點的硬件設計和軟件流程。8、設計一個基于數(shù)字信號處理的圖像去噪系統(tǒng)，能夠有效去除圖像中的噪聲，同時保持圖像細節(jié)。9、設計一個使用硬件描述語言實現(xiàn)數(shù)字邏輯功能的模塊，如狀態(tài)機，進行功能仿真和綜合。10、設計一個通信系統(tǒng)中的自適應編碼調制（ACM）控制模塊，實現(xiàn)根據(jù)信道條件動態(tài)調整編碼和調制方式。11、設計一個基于ADC和DAC的模擬信號采集與回放系統(tǒng)，采樣頻率不低于100kHz，量化精度為12位。12、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。以下關于冒泡排序的描述，錯誤的是：（）A.冒泡排序通過不斷比較相鄰元素并交換位置來實現(xiàn)排序B.冒泡排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.冒泡排序每次都能將最大的元素移動到數(shù)組的末尾13、設計一個基于音頻運放的耳機均衡器，能夠對不同頻段的音頻進行獨立的增益調節(jié)。14、設計一個基于FPGA的圖像旋轉系統(tǒng)，能夠對圖像進行任意角度的旋轉。15、在數(shù)組實現(xiàn)的順序隊列中，front指針指向隊頭元素，rear指針指向隊尾元素的下一個位置。假設隊列的最大容量為10，初始時front=rear=0。進行了5次入隊操作和3次出隊操作后，隊列中的元素個數(shù)是多少？（）A.2B.3C.5D.816、設計一個基于光電傳感器的自動照明控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境光線強度自動調節(jié)燈光亮度，實現(xiàn)節(jié)能和舒適的照明效果。17、字符串也是一種常見的數(shù)據(jù)結構。假設要比較兩個字符串的大小，通常是按照字符的ASCII碼值逐個比較。如果有兩個字符串"apple"和"banana"，以下哪種比較方式是正確的？（）A.比較兩個字符串的長度B.從第一個字符開始依次比較，直到出現(xiàn)不同的字符C.隨機比較字符串中的字符D.比較字符串中出現(xiàn)頻率最高的字符18、設計一個基于DSP的音頻降噪系統(tǒng)，能夠有效降低背景噪聲，給出算法原理和代碼實現(xiàn)。19、考慮隊列這種數(shù)據(jù)結構，它遵循先進先出的原則。假設一個銀行需要管理客戶的排隊等待服務，每個客戶按照到達的順序接受服務。為了有效地組織和管理客戶的等待過程，以下關于隊列的操作，哪個是最關鍵的（）A.隨機刪除隊列中的元素B.在隊列中間插入新的客戶C.讀取隊列頭部的客戶信息D.對隊列中的元素進行排序20、利用傳感器設計一個自動照明控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光線強度自動控制燈光的開啟和關閉，并可以調節(jié)燈光亮度。21、在一個網絡數(shù)據(jù)包的處理系統(tǒng)中，需要按照到達的時間順序存儲和處理數(shù)據(jù)包。以下哪種數(shù)據(jù)結構最適合？（）A.隊列B.棧C.二叉搜索樹D.哈希表22、設計一個簡單的觸摸顯示屏控制系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)觸摸操作的響應和顯示內容的更新，闡述硬件電路和軟件驅動的實現(xiàn)方法。23、根據(jù)數(shù)字信號處理知識，設計一個數(shù)字音樂合成器，能夠生成各種樂器的聲音和音樂旋律。24、設計一個集成電路制造中光刻膠的選擇和涂覆工藝優(yōu)化方案，提高光刻質量。25、在數(shù)據(jù)結構的選擇中，需要考慮時間復雜度、空間復雜度和操作的便捷性等因素。以下情況中，優(yōu)先選擇數(shù)組而不是鏈表的是（）A.頻繁進行插入和刪除操作B.事先不知道數(shù)據(jù)的規(guī)模大小C.需要快速隨機訪問元素D.內存空間有限26、在一個圖像處理軟件中，需要對圖像的像素數(shù)據(jù)進行操作，如快速找到相鄰像素的最大值、最小值等，并能夠高效地進行區(qū)域填充。對于這樣的圖像數(shù)據(jù)處理需求，以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最有用的？（）A.二維數(shù)組，直接對應圖像的像素矩陣B.二叉樹，對像素值進行排序和查找C.圖，表示像素之間的關系D.哈希表，快速定位特定像素的信息27、考慮到一個圖的遍歷問題，假設需要判斷一個圖是否存在環(huán)，并且找出所有的環(huán)。以下哪種數(shù)據(jù)結構和算法常用于解決這類問題？（）A.深度優(yōu)先搜索結合棧B.廣度優(yōu)先搜索結合隊列C.拓撲排序結合棧D.強連通分量算法結合并查集28、設計一個基于NFC技術的近場通信系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和支付功能，說明系統(tǒng)組成和安全機制。29、設計一個太陽能充電控制器，能夠對太陽能電池板的輸出進行控制和管理，實現(xiàn)對蓄電池的有效充電，包括電路設計和控制策略。30、設計一個基于ZigBee技術的智能電表抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程自動抄表和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某公司的庫存管理系統(tǒng)需要記錄原材料、半成品和成品的庫存數(shù)量、成本和存放位置等信息。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲這些信息，實現(xiàn)庫存的入庫、出庫、盤點和成本核算操作，并能夠根據(jù)銷售預測和生產計劃進行庫存預警和補貨建議。2、（本題5分）一個超市的促銷活動管理系統(tǒng)需要存儲促銷活動的信息，如活動編號、活動名稱、活動時間、優(yōu)惠方式、參與商品等。系統(tǒng)要支持快速查找特定促銷活動、按照活動時間對活動進行排序、新增促銷活動、修改活動規(guī)則、結束活動。請確定恰當?shù)臄?shù)據(jù)結構，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。3、（本題5分）某電商平臺的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽和購買歷史為用戶推薦商品。系統(tǒng)需要存儲用戶的行為數(shù)據(jù)，包括用戶編號、商品編號、瀏覽時間、購買時間等。請設計合適的數(shù)據(jù)結構和算法，能夠快速分析用戶行為，為用戶生成個性化的商品推薦，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。4、（本題5分）某旅游景點的門票預訂系統(tǒng)需要管理預訂信息，包括預訂編號、游客姓名、身份證號、預訂日期、門票類型、數(shù)量等。系統(tǒng)要支持快速查找特定預訂、按照預訂日期對預訂進行排序、新增預訂、取消預訂以及修改預訂的門票數(shù)量。請設計適用的數(shù)據(jù)結構和算法，給出代碼實現(xiàn)，并分析其時間和空間性能。5、（本題5分）某公司的會議安排管理系統(tǒng)需要存儲會議的信息，如會議編號、會議主題、會議時間、參會人員、會議室編號等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定會議、按照會議時間對會議進行排序、新增會議安排、修改會議信息、取消會議。請設計合理的數(shù)據(jù)結構和算法，并提供代碼實現(xiàn)和性能分析。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細闡述二叉排序樹的定義和性質，說明如何在二叉排序樹中進行插入、刪除操作以及查找操作的過程。2、（本題5分）論述如何使用回溯法解決數(shù)獨問題，給出算法的核心思想和步驟。3、（本題5分）闡述后綴樹的空間優(yōu)化方法和實際應用中的考慮因素。4、（本題5分）詳細闡述在圖的深度優(yōu)先遍歷算法中，如何使用遞歸和非遞歸的方式實現(xiàn)，以及如何避免重復訪問節(jié)點。5、（本題5分）深入解釋在具有n