西南交通大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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)計一個帶通濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-2kHz。2、對于一個需要頻繁進行插入、刪除和查找操作的數(shù)據(jù)集合，假設(shè)數(shù)據(jù)的規(guī)模較大且分布較為隨機。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在平均情況下能夠提供較好的性能？（）A.鏈表B.有序數(shù)組C.哈希表D.棧3、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計一個智能電梯群控系統(tǒng)，優(yōu)化多部電梯的運行調(diào)度，提高運輸效率。4、設(shè)計一個模擬集成電路中反饋放大器的穩(wěn)定性補償電路，分析補償效果和對性能的影響。5、設(shè)計一個可編程邏輯器件（PLD）實現(xiàn)的簡單數(shù)字邏輯功能，如加法器、計數(shù)器等，進行功能驗證和性能評估。6、設(shè)計一個基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的地下停車場智能照明系統(tǒng)，根據(jù)車輛和人員活動自動控制燈光。7、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字信號加密解密系統(tǒng)，采用對稱或非對稱加密算法。8、設(shè)計一個通信系統(tǒng)復(fù)用設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)時分復(fù)用、頻分復(fù)用或波分復(fù)用功能，分析復(fù)用效率和資源利用率。9、設(shè)計一個基于FPGA的UART通信模塊，波特率可設(shè)置，數(shù)據(jù)位、停止位可配置，給出硬件實現(xiàn)和測試方案。10、使用集成電路設(shè)計一個DAC轉(zhuǎn)換器，給出轉(zhuǎn)換分辨率和建立時間等性能指標(biāo)，并進行電路設(shè)計和測試。11、設(shè)計一個簡單的數(shù)字鎖相放大器，能夠從噪聲中提取微弱信號，給出電路設(shè)計和性能指標(biāo)。12、設(shè)計一個基于STM8的智能車庫門控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動開關(guān)、遙控和防夾功能，闡述系統(tǒng)組成和控制策略。13、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對于歸并排序的描述，不正確的是（）A.歸并排序?qū)⒋判蛐蛄胁粩喾殖蓛砂?，然后合并B.歸并排序在最壞、最好和平均情況下的時間復(fù)雜度均為O(nlogn)C.歸并排序需要額外的存儲空間來輔助排序D.歸并排序是一種不穩(wěn)定的排序算法14、哈夫曼樹是一種特殊的帶權(quán)路徑長度最短的二叉樹，在數(shù)據(jù)壓縮等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。以下關(guān)于哈夫曼樹的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.哈夫曼樹的構(gòu)建過程基于貪心算法，每次選擇權(quán)值最小的兩個節(jié)點合并B.通過哈夫曼樹可以為字符編碼，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效壓縮C.哈夫曼樹的帶權(quán)路徑長度是所有葉子節(jié)點的權(quán)值乘以路徑長度之和D.不同的字符集和權(quán)值分布會得到相同的哈夫曼樹結(jié)構(gòu)15、基于通信編碼技術(shù)設(shè)計一個糾錯編碼系統(tǒng)，能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進行編碼和糾錯，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?6、設(shè)計一個基于無線通信技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測與灌溉控制系統(tǒng)，實現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理。17、設(shè)計一個高速數(shù)據(jù)采集卡，采樣率達到200MSa/s，分辨率為14位，輸入范圍為±10V，說明硬件選型和驅(qū)動開發(fā)。18、設(shè)計一個基于運算放大器的正弦波振蕩器電路，輸出頻率為1kHz，幅度穩(wěn)定。19、根據(jù)通信原理，設(shè)計一個無線局域網(wǎng)（WLAN）的接入點（AP）設(shè)備，實現(xiàn)多用戶的高速無線接入。20、設(shè)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)。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述隊列的特點和基本操作，以及如何使用循環(huán)隊列解決假溢出問題，并分析其時間復(fù)雜度。2、（本題5分）說明二叉樹的遍歷算法在二叉樹的序列化和反序列化的優(yōu)化問題中的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何使用基數(shù)排序?qū)Χ辔粩?shù)進行排序，分析其性能優(yōu)勢和適用情況。4、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，解釋線索二叉樹的概念和作用，說明如何構(gòu)建線索二叉樹，并舉例說明其在遍歷中的應(yīng)用。5、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個具有n個頂點的無向圖中找出所有的關(guān)節(jié)點。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用鏈表實現(xiàn)循環(huán)鏈表的遍歷和操作，展示循環(huán)鏈表的特點。2、（本題5分）設(shè)計一個基于伸展樹的存儲結(jié)構(gòu)來存儲音樂文件信息，實現(xiàn)文件的添加、刪除和按播放時長查詢操作。3、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲銀行貸款客戶的信息，包括客戶姓名、貸款金額、還款期限等，支持貸款的審批和管理。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用于管理一個停車場的車輛類型信息，能夠統(tǒng)計不同類型車輛的停放數(shù)量和時間。5、（本題5分）基于字典樹和最小生成樹算法，設(shè)計一個程序，為一個分布式系統(tǒng)中的節(jié)點建立最優(yōu)通信鏈路。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線圖書評論系統(tǒng)需要存儲用戶對圖書的評論內(nèi)容、評分和點贊數(shù)。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來展示熱門評論和最新評論，并支持評論的搜索和排序。2、（本題10分）某醫(yī)院的藥品庫存管理系統(tǒng)需要對藥品的種類、數(shù)量和有效期進行管理。藥品信息包括藥品編號、名稱、數(shù)量、有效期等。這些信息以哈希桶的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某種藥品的庫存數(shù)量和有效期；（2）藥品入庫時添加信息；（3）藥品過期時刪除信息；（4）統(tǒng)計即將過期的藥品數(shù)量。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題10分）一個超市的促銷活動管理系統(tǒng)需要存儲