北京理工大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)北京理工大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在一個(gè)有n個(gè)頂點(diǎn)的帶權(quán)有向圖中，使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求從源點(diǎn)到其他各頂點(diǎn)的最短路徑，其時(shí)間復(fù)雜度為？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)2、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.將數(shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時(shí)間復(fù)雜度始終為O(nlog?n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復(fù)雜度較高，為O(n)3、設(shè)計(jì)一個(gè)用于音頻放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)，提高放大器的穩(wěn)定性和性能，給出反饋類(lèi)型選擇和參數(shù)計(jì)算。4、設(shè)計(jì)一個(gè)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(jì)和驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。5、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的精確運(yùn)動(dòng)控制。6、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器的自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，根據(jù)音頻內(nèi)容自動(dòng)優(yōu)化頻率響應(yīng)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的軟件定義無(wú)線電（SDR）平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)靈活的調(diào)制解調(diào)功能。8、棧是一種特殊的線性表，遵循后進(jìn)先出的原則。在程序設(shè)計(jì)中，棧有著廣泛的應(yīng)用。例如，在表達(dá)式求值、函數(shù)調(diào)用等場(chǎng)景中經(jīng)常使用棧?？紤]一個(gè)表達(dá)式：(3+5)*2-7，使用棧來(lái)計(jì)算這個(gè)表達(dá)式的值。在計(jì)算過(guò)程中，當(dāng)遇到運(yùn)算符''時(shí)，以下正確的操作是：（）A.直接將''輸出B.從棧中彈出兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行乘法運(yùn)算C.將''壓入棧中D.忽略''，繼續(xù)處理后面的字符9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字鎖相放大器的微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，能夠從強(qiáng)噪聲背景中檢測(cè)出微弱信號(hào)。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的脈沖發(fā)生器，輸出脈沖頻率和占空比可調(diào)，說(shuō)明電路原理和調(diào)試要點(diǎn)。11、基于通信中的多址接入技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，支持多個(gè)用戶(hù)同時(shí)通信，分析網(wǎng)絡(luò)容量和性能。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙模塊的智能門(mén)鎖系統(tǒng)，能夠通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙開(kāi)鎖，并記錄開(kāi)鎖記錄。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高速信號(hào)的采集和大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32H7的高性能嵌入式系統(tǒng)，能夠運(yùn)行復(fù)雜的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，給出硬件架構(gòu)和軟件環(huán)境搭建。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像壓縮編碼系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像的高效壓縮，給出硬件設(shè)計(jì)和編碼效率分析。16、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)量化電路，確定量化級(jí)數(shù)和編碼方式，分析量化誤差對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字濾波器，實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，給出設(shè)計(jì)過(guò)程和資源利用分析。18、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼性能測(cè)試方案，包括測(cè)試設(shè)備的選擇、測(cè)試環(huán)境的搭建和數(shù)據(jù)的分析方法。19、設(shè)計(jì)一個(gè)電子指南針電路，能夠指示方向，精度為±1°，并且具有校準(zhǔn)功能。20、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器，采用甲乙類(lèi)放大方式，在4Ω負(fù)載下輸出功率不小于100W，給出電路設(shè)計(jì)和散熱方案。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何使用雙向鏈表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的插入、刪除和遍歷操作，分析雙向鏈表與單向鏈表在操作上的差異和優(yōu)勢(shì)。2、（本題5分）詳細(xì)闡述B樹(shù)和B+樹(shù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和區(qū)別，以及它們?cè)跀?shù)據(jù)庫(kù)中的應(yīng)用。3、（本題5分）比較歸并排序和快速排序在對(duì)隨機(jī)數(shù)據(jù)的排序效果。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）以鏈表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)旅游行程規(guī)劃系統(tǒng)，支持景點(diǎn)的添加、刪除和路線優(yōu)化。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用AC自動(dòng)機(jī)處理多個(gè)模式字符串在給定文本中的匹配，輸出匹配位置。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，用插入排序?qū)D書(shū)館的借閱記錄按時(shí)間先后進(jìn)行整理。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，判斷給定圖中兩個(gè)頂點(diǎn)是否在同一個(gè)連通分量中，輸出判斷結(jié)果。5、（本題5分）研究跳表查找性能與層數(shù)的關(guān)系，設(shè)計(jì)最優(yōu)層數(shù)選擇策略。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）某城市的公交系統(tǒng)需要管理公交線路、站點(diǎn)和車(chē)輛調(diào)度信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)線路的添加、刪除、查找和修改操作，能夠快速查詢(xún)某個(gè)站點(diǎn)經(jīng)過(guò)的公交線路和車(chē)輛實(shí)時(shí)調(diào)度情況，并優(yōu)化車(chē)輛調(diào)度以提高公交系統(tǒng)的運(yùn)行效率。2、（本題10分）一個(gè)在線圖書(shū)館的書(shū)籍借閱系統(tǒng)需要對(duì)書(shū)籍的借閱情況和讀者信息進(jìn)行管理。書(shū)籍信息包括書(shū)籍編號(hào)、書(shū)名、作者、借閱狀態(tài)等，