信陽師范大學《數(shù)據(jù)結構實驗》2022-2023學年第一學期期末試卷

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2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、根據(jù)傳感器技術，設計一個用于環(huán)境監(jiān)測的空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)，能夠檢測多種污染物的濃度。2、設計一個基于FPGA的數(shù)字信號加密系統(tǒng)，實現(xiàn)對數(shù)字信號的加密和解密，闡述加密算法和硬件實現(xiàn)。3、根據(jù)傳感器技術，設計一個用于工業(yè)環(huán)境的粉塵濃度監(jiān)測系統(tǒng)，及時預警粉塵超標情況。4、設計一個基于數(shù)字濾波器的信號去噪系統(tǒng)，分析去噪效果和對原始信號的保真度。5、設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、設計一個基于單片機的水質(zhì)凈化設備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動控制凈化過程。7、設計一個基于CPLD的邏輯控制電路，實現(xiàn)特定的邏輯功能，包括電路設計和功能仿真。8、利用電力電子技術設計一個光伏逆變器，將太陽能板產(chǎn)生的直流電轉換為交流電并入電網(wǎng)。9、設計一個音頻濾波器參數(shù)優(yōu)化電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號的特點自動優(yōu)化濾波器的參數(shù)，提高音頻質(zhì)量。10、設計一個音頻功率放大器，采用甲類放大方式，在8Ω負載下輸出功率不小于10W，給出電路設計和熱設計。11、設計一個智能水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)如pH值、溶解氧等，并進行數(shù)據(jù)傳輸和分析，闡述系統(tǒng)的硬件架構和軟件功能。12、設計一個簡單的太陽能充電控制器，能夠?qū)⑻柲茈姵匕遢敵龅碾娔苡行У卮鎯Φ叫铍姵刂校⒎乐惯^充和過放。13、設計一個基于模擬比較器和觸發(fā)器的脈沖整形電路，將不規(guī)則脈沖整形為標準脈沖。14、設計一個基于Wi-Fi的智能家電控制系統(tǒng)，能夠通過手機APP遠程控制家中的電視、空調(diào)、冰箱等家電設備的開關和工作模式。15、利用射頻技術設計一個無線傳感器網(wǎng)絡的網(wǎng)關設備，實現(xiàn)傳感器節(jié)點與上位機之間的數(shù)據(jù)通信和協(xié)議轉換。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細說明如何在一個無向圖中進行最小生成樹的Kruskal算法的優(yōu)化，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其效果。2、（本題5分）深入解釋在具有n個頂點的有向圖中，如何計算頂點的拓撲排序序列的個數(shù)，并給出一種有效的計算方法和代碼示例。3、（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。4、（本題5分）在圖的存儲中，如何處理大圖？有哪些優(yōu)化方法和算法適用于大圖的存儲和遍歷？三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某旅游公司的旅游線路管理系統(tǒng)需要存儲旅游線路的信息，如線路編號、線路名稱、行程安排、價格、成團人數(shù)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定線路、按照價格對線路進行排序、新增旅游線路、修改線路信息、刪除冷門線路。請設計合適的數(shù)據(jù)結構和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。2、（本題5分）某公司的客戶關系管理系統(tǒng)需要存儲客戶的基本信息、購買記錄、投訴建議和跟進狀態(tài)等。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲這些信息，實現(xiàn)客戶信息的添加、刪除、查找和修改，購買記錄的分析，投訴建議的處理和跟進狀態(tài)的更新，并能夠?qū)蛻暨M行分類和價值評估。3、（本題5分）一個健身房管理系統(tǒng)需要記錄會員的信息、鍛煉計劃、課程預約和消費記錄。設計數(shù)據(jù)結構來優(yōu)化會員管理和服務提供。4、（本題5分）一個在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要對玩家的得分進行實時更新和排名。得分信息以斐波那契堆的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）玩家得分增加或減少時更新排名；（2）查找排名前N的玩家；（3）刪除某個玩家的得分記錄；（4）計算排名的平均得分。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。5、（本題5分）某城市的交通管理系統(tǒng)需要實時監(jiān)控道路的車流量，并根據(jù)車流量調(diào)整信號燈的時間。設計一種數(shù)據(jù)結構和算法，能夠快速地統(tǒng)計各個路段的車流量，并及時更新信號燈的控制策略。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）采用鄰接多重表存儲無向圖，設計深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法，并進行性能對比。2、（本題10分）設計一個算法，在一個二叉樹中找出所有節(jié)點值在給定范圍