河南警察學院《數(shù)據(jù)結構與算法實驗》2023-2024學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁河南警察學院《數(shù)據(jù)結構與算法實驗》

2023-2024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25個小題，每小題1分，共25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的圖像壓縮編碼系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像的高效壓縮，給出硬件設計和編碼效率分析。2、設計一個基于運放的求和放大器電路，能夠實現(xiàn)多個輸入信號的求和運算，增益可調。3、采用模擬電子技術設計一個直流電機調速系統(tǒng)，能夠通過改變輸入電壓實現(xiàn)電機轉速的調節(jié)，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4、在一個循環(huán)隊列中，隊頭指針指向隊頭元素的前一個位置，隊尾指針指向隊尾元素。假設隊列的最大容量為10，當前隊頭指針為5，隊尾指針為8。此時，如果進行入隊操作，新元素應該存儲在哪個位置？（）A.9B.0C.8D.75、對于一個具有n個節(jié)點的二叉搜索樹，其平均查找長度的期望值在什么量級？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)6、在有向圖中，拓撲排序是一種重要的操作。拓撲排序用于將有向無環(huán)圖中的頂點排成一個線性序列，使得對于圖中的每條有向邊(u,v)，頂點u在序列中都排在頂點v之前。以下關于拓撲排序的描述，錯誤的是：（）A.拓撲排序的結果可能不唯一B.有向有環(huán)圖也可以進行拓撲排序C.可以使用深度優(yōu)先搜索或廣度優(yōu)先搜索來實現(xiàn)拓撲排序D.拓撲排序常用于任務調度等問題7、設計一個具有溫度補償功能的壓力傳感器測量電路，提高測量精度，給出電路設計和溫度補償算法。8、設計一個基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)多個節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信和協(xié)同控制，闡述總線協(xié)議和系統(tǒng)架構。9、設計一個基于藍牙模塊和手機應用的智能家居遙控器，實現(xiàn)對家居設備的遠程控制。10、字符串是一種常見的數(shù)據(jù)類型，在字符串的操作中，模式匹配是重要的問題。關于樸素的模式匹配算法，以下描述錯誤的是（）A.時間復雜度較高B.從主串的第一個字符開始依次匹配C.每次匹配失敗后，模式串需要回溯到起始位置D.是一種高效的模式匹配算法11、在樹的遍歷方式中，前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷是常見的三種方式。對于這三種遍歷方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.前序遍歷首先訪問根節(jié)點，然后遞歸地遍歷左子樹和右子樹B.中序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹，然后訪問根節(jié)點，最后遞歸地遍歷右子樹C.后序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹和右子樹，然后訪問根節(jié)點D.對于同一棵樹，無論采用哪種遍歷方式，得到的節(jié)點序列都是相同的12、設計一個基于51單片機的電子時鐘，具有時分秒顯示、設置和鬧鐘功能，給出硬件電路和程序代碼。13、設計一個基于Wi-Fi6的無線局域網(wǎng)（WLAN）系統(tǒng)，實現(xiàn)高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡連接，給出系統(tǒng)組成和關鍵技術。14、設計一個音頻放大器，采用T類放大方式，在4Ω負載下輸出功率不小于50W，給出電路設計和電源管理。15、設計一個基于藍牙的無線鍵盤，能夠與計算機或移動設備進行無線連接，實現(xiàn)按鍵輸入功能。16、設計一個數(shù)字溫度計，采用熱敏電阻傳感器，能夠測量0℃至100℃的溫度范圍，精度為0.1℃，說明硬件連接和信號處理。17、設計一個基于數(shù)字電位器的燈光亮度調節(jié)系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)燈光亮度的平滑調節(jié)和記憶功能。18、設計一個高通橢圓濾波器電路，截止頻率為500Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于50dB，輸入信號頻率范圍為0-1kHz。19、設計一個基于藍牙低功耗技術的智能血壓計，能夠準確測量血壓，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾CAPP進行分析和存儲。20、設計一個基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電梯的上升、下降、?？?、開門、關門等邏輯控制和安全保護功能。21、在數(shù)據(jù)結構中，堆通常用于實現(xiàn)優(yōu)先隊列。假設需要構建一個最大堆，以下關于堆的調整操作，哪個是關鍵的步驟（）A.從根節(jié)點開始，比較每個節(jié)點與其子節(jié)點的值B.從葉子節(jié)點開始，向上調整節(jié)點的位置C.隨機選擇節(jié)點進行比較和調整D.不需要進行調整，初始構建就是正確的22、利用射頻電路設計一個手機信號放大器，提高特定區(qū)域內的手機信號強度和質量。23、設計一個基于模擬濾波器和數(shù)字濾波器組合的信號濾波系統(tǒng)，有效濾除多種類型的噪聲。24、設計一個基于STM8微控制器的智能溫度傳感器，能夠通過I2C接口與上位機通信，給出硬件電路和驅動程序。25、設計一個基于單片機的電子秤系統(tǒng)，能夠測量0-10kg的物體重量，精度達到1g。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）比較計數(shù)排序和快速排序在對不同特征數(shù)據(jù)的處理能力。2、（本題5分）在數(shù)據(jù)結構中，解釋數(shù)組和鏈表在存儲和操作上的優(yōu)缺點，舉例說明在什么情況下應該選擇使用數(shù)組，什么情況下選擇鏈表。3、（本題5分）說明二叉樹的遍歷在實際問題中的應用，如查找特定節(jié)點、判斷二叉樹的性質等。4、（本題5分）論述如何使用二分查找在一個旋轉有序數(shù)組中查找目標值。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計算法檢測圖是否為二部圖，通過實際案例說明其應用價值。2、（本題5分）設計一個單向鏈表，包含節(jié)點的創(chuàng)建、插入、刪除和遍歷功能，同時實現(xiàn)按值查找節(jié)點的操作。3、（本題5分）設計一個程序，計算給定帶權有向圖中源點到所有頂點的最短路徑的平均長度，輸出平均長度。4、（本題5分）設計一個紅黑樹數(shù)據(jù)結構，實現(xiàn)節(jié)點的插入、刪除操作，并保持紅黑樹的性質。5、（本題5分）設計一個算法，在一個帶權無向圖中找出兩個指定頂點之間的所有簡單路徑，并計算每條路徑的權值和。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線教育平臺的作業(yè)批改系統(tǒng)需要記錄學生的作業(yè)提交情況、批改結果和教師評語。設計數(shù)據(jù)結構來方便教師查閱和統(tǒng)計學生的作業(yè)表現(xiàn)。2、（本題10分）一個在線心理咨詢平臺需要管理咨詢師信息、咨詢案例、用戶問題和咨詢記錄等。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲這些信息，支持咨詢師的注冊和信息管理，咨詢案例的分類和存儲，用戶問題的提交和咨詢記錄的保存，并能夠保護用戶隱私