江南大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)江南大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、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、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能煙霧報(bào)警器系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的煙霧濃度，當(dāng)濃度超過設(shè)定閾值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，并通過GSM模塊發(fā)送報(bào)警短信。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的水質(zhì)凈化設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動(dòng)控制凈化過程。3、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)過程和資源利用分析。4、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的擾碼生成和解擾電路，分析擾碼對(duì)信號(hào)頻譜的影響。5、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)緩存系統(tǒng)，當(dāng)緩存滿時(shí)需要?jiǎng)h除最近最少使用的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持這種操作？（）A.鏈表B.哈希表C.棧D.LRU緩存（使用雙向鏈表和哈希表）6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的數(shù)據(jù)寫入和讀取，給出硬件設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)性能測(cè)試。7、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能充電控制器，能夠?qū)⑻?yáng)能電池板輸出的電能有效地存儲(chǔ)到蓄電池中，并防止過充和過放。8、快速排序是一種高效的排序算法。以下關(guān)于快速排序的說法，錯(cuò)誤的是（）A.采用分治的思想B.平均時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)C.最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，但概率較小D.是一種穩(wěn)定的排序算法9、設(shè)計(jì)一個(gè)具有USB接口的數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取，包括硬件接口設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)管理軟件。10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的噪聲抑制電路，降低系統(tǒng)內(nèi)部噪聲對(duì)信號(hào)的影響，分析噪聲抑制效果。11、在一個(gè)圖像處理程序中，需要對(duì)圖像的像素進(jìn)行頻繁的操作和存儲(chǔ)。如果圖像是一個(gè)二維的灰度圖像，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合存儲(chǔ)像素值的？（）A.二維數(shù)組，直觀表示圖像像素B.鏈表數(shù)組，每個(gè)鏈表存儲(chǔ)一行像素C.二叉樹，按照像素值大小存儲(chǔ)D.哈希表，通過像素坐標(biāo)映射值12、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在研究一個(gè)無向圖。以下關(guān)于圖的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.圖可以用鄰接矩陣或鄰接表來存儲(chǔ)，不同的存儲(chǔ)方式適用于不同的場(chǎng)景B.圖的深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法可以用于遍歷圖中的所有節(jié)點(diǎn)C.在無向圖中，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的邊是雙向的，邊的權(quán)值通常表示節(jié)點(diǎn)之間的距離或關(guān)系強(qiáng)度D.圖的最小生成樹是唯一的，無論使用哪種算法求解13、在樹的遍歷中，先序遍歷、中序遍歷和后序遍歷可以得到不同的節(jié)點(diǎn)訪問順序。以下關(guān)于這三種遍歷方式的應(yīng)用場(chǎng)景，描述錯(cuò)誤的是（）A.先序遍歷常用于創(chuàng)建二叉樹的副本B.中序遍歷常用于對(duì)二叉搜索樹進(jìn)行排序操作C.后序遍歷常用于計(jì)算二叉樹中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量D.這三種遍歷方式的應(yīng)用場(chǎng)景是固定的，不能相互替代14、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的分集接收方案，分析分集合并方式對(duì)系統(tǒng)性能的影響。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電路的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，要求能夠?qū)崿F(xiàn)紅、綠、黃三種燈的交替閃爍，并且可以根據(jù)不同時(shí)間段調(diào)整信號(hào)燈的工作模式。16、設(shè)計(jì)一個(gè)低功耗集成電路系統(tǒng)，從電路結(jié)構(gòu)、電源管理等方面考慮降低功耗，分析功耗優(yōu)化效果。17、運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻均衡器，用戶可以根據(jù)自己的喜好調(diào)整不同頻段的音量。18、對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)元素的有序數(shù)組，采用二分查找算法查找一個(gè)特定元素，其最壞情況下的比較次數(shù)為（）A.log?nB.nC.n/2D.log?n-119、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率合成器，能夠輸出頻率在100kHz至10MHz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的正弦波，給出系統(tǒng)架構(gòu)和鎖相環(huán)參數(shù)計(jì)算。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于陀螺儀和加速度計(jì)的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)獲取物體的姿態(tài)信息。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）闡述后綴樹在生物信息學(xué)中的具體應(yīng)用和相關(guān)技術(shù)。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在拓?fù)渑判虻腻e(cuò)誤處理中，如何檢測(cè)和處理圖中存在環(huán)的情況。3、（本題5分）分析在字符串匹配中，基于字典樹的改進(jìn)算法和應(yīng)用。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用線段樹和堆的組合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)動(dòng)態(tài)整數(shù)序列的實(shí)時(shí)中位數(shù)查詢。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)雙向鏈表的逆序打印功能。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用鏈表實(shí)現(xiàn)一個(gè)棧，模擬表達(dá)式求值過程中的運(yùn)算符和操作數(shù)的存儲(chǔ)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，對(duì)一個(gè)二叉搜索樹進(jìn)行范圍查詢，輸出滿足條件的節(jié)點(diǎn)值。5、（本題5分）使用棧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)表達(dá)式計(jì)算程序，能夠處理包含括號(hào)和多種運(yùn)算符的復(fù)雜表達(dá)式。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一家在線醫(yī)療平臺(tái)需要管理患者的病歷信息、診斷結(jié)果和治療方案。病歷信息包括患者ID、基本信息、癥狀描述，診斷結(jié)果包括診斷ID、患者ID、診斷結(jié)論，治療方案包括方案ID、患者ID、治療步驟。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些醫(yī)療