泉州海洋職業(yè)學院《數(shù)據(jù)結(jié)構及應用算法》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁泉州海洋職業(yè)學院

《數(shù)據(jù)結(jié)構及應用算法》2023-2024學年第二學期期末試卷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、設計一個音頻均衡器的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠根據(jù)輸入音頻信號自動調(diào)整均衡參數(shù)，給出系統(tǒng)設計和算法實現(xiàn)。2、設計一個基于STM32的無人機飛行控制系統(tǒng)，實現(xiàn)飛行姿態(tài)控制和導航功能，提供系統(tǒng)的硬件組成和控制算法。3、設計一個具有電源管理功能的集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同電源軌的監(jiān)控和控制，給出電路設計和功能驗證。4、運用集成電路設計技術，設計一款低功耗的數(shù)字時鐘芯片，具備時分秒顯示、定時功能以及低電壓工作模式。5、設計一個基于FPGA的高速數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，支持SATA或NVMe接口，給出硬件設計和性能測試。6、設計一個數(shù)字通信系統(tǒng)中前向糾錯編碼（FEC）的性能評估和優(yōu)化方案，分析編碼增益和復雜度。7、設計一個基于FPGA的圖像壓縮系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進行有損壓縮，壓縮比不小于10:1。8、設計一個數(shù)字溫度計液位計智能監(jiān)測電路，能夠自動監(jiān)測溫度和液位的變化，并給出預警提示。9、假設正在開發(fā)一個數(shù)據(jù)庫的索引優(yōu)化模塊，需要根據(jù)數(shù)據(jù)的分布和訪問模式選擇合適的索引結(jié)構。如果數(shù)據(jù)的唯一性較高，以下哪種索引結(jié)構可能是最佳選擇？（）A.B+樹索引，適合范圍查詢B.哈希索引，快速定位唯一值C.位圖索引，處理布爾值數(shù)據(jù)D.聚簇索引，按照數(shù)據(jù)物理存儲排序10、設計一個基于數(shù)字信號處理的語音增強系統(tǒng)，能夠在噪聲環(huán)境下提高語音的清晰度和可懂度。11、設計一個無線傳感器網(wǎng)絡中的能量有效數(shù)據(jù)采集方案，分析節(jié)點能耗和數(shù)據(jù)準確性。12、在數(shù)據(jù)結(jié)構中，鏈表是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構。以下關于鏈表的描述，哪一項是不準確的？（）A.鏈表由一系列節(jié)點組成，每個節(jié)點包含數(shù)據(jù)和指向下一個節(jié)點的指針B.鏈表的插入和刪除操作在特定位置時，時間復雜度為O(1)C.鏈表可以方便地進行動態(tài)內(nèi)存分配，無需事先確定存儲空間大小D.鏈表在查找特定元素時，時間復雜度總是優(yōu)于順序表13、樹的存儲方式有多種，如雙親表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法等。假設要快速找到一個節(jié)點的父節(jié)點，以下哪種存儲方式可能最為合適？（）A.雙親表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式效果相同14、在一個算法中，需要快速找到一組數(shù)中的最大值和最小值。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構和算法的組合能夠以最少的比較次數(shù)完成這個任務？（）A.有序數(shù)組和遍歷B.鏈表和遍歷C.二叉搜索樹和中序遍歷D.堆和堆操作15、設計一個低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于1dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-5kHz。16、設計一個基于FPGA的UART通信模塊，波特率可設置，數(shù)據(jù)位、停止位可配置，給出硬件實現(xiàn)和測試方案。17、設計一個數(shù)字電壓表校準電路，能夠?qū)?shù)字電壓表進行校準，提高測量精度。18、設計一個基于傳感器網(wǎng)絡的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠精確控制溫室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，提高作物產(chǎn)量。19、設計一個基于FPGA的圖像壓縮系統(tǒng)，實現(xiàn)JPEG壓縮算法，給出硬件設計和資源占用情況。20、在一個長度為n的字符串中，使用樸素的模式匹配算法查找一個長度為m的子串，其最壞情況下的時間復雜度為：（）A.O(n)B.O(m)C.O(nm)D.O(n+m)21、設計一個基于光電編碼器的工業(yè)機器人關節(jié)位置檢測系統(tǒng)，精度達到0.01°。22、假設正在設計一個網(wǎng)絡爬蟲程序，需要存儲已經(jīng)訪問過的網(wǎng)頁URL，并快速判斷一個新的URL是否已經(jīng)被訪問過。由于需要處理大量的URL，內(nèi)存使用效率也很重要。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構最適合用于解決這個問題？（）A.集合，快速判斷元素是否存在B.鏈表，順序存儲訪問過的URLC.棧，按照訪問順序存儲URLD.隊列，先進先出地處理URL23、設計一個基于FPGA的數(shù)字頻率合成器，能夠產(chǎn)生高精度、高穩(wěn)定度的頻率信號，闡述硬件實現(xiàn)和性能優(yōu)化。24、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關于歸并排序的敘述，錯誤的是：（）A.歸并排序?qū)⒋判蛐蛄蟹殖扇舾蓚€子序列，然后將子序列合并成有序序列B.歸并排序在最壞、平均和最好情況下的時間復雜度均為O(nlogn)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復雜度較高25、根據(jù)數(shù)字信號處理知識，設計一個視頻編碼解碼器，支持高清視頻的壓縮和解壓縮。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述如何在一個字符串中查找最長不重復子串，給出算法思路和代碼實現(xiàn)。2、（本題5分）在一個順序表中，插入和刪除操作在平均情況下的時間復雜度分別是多少？并解釋為什么會是這樣的復雜度。3、（本題5分）深入分析在一個具有n個元素的鏈表中，如何刪除重復的節(jié)點。4、（本題5分）詳細闡述B+樹的范圍查詢操作的實現(xiàn)過程和優(yōu)勢。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于跳表和并查集的組合，設計一個程序，解決朋友圈的好友關系查詢問題。2、（本題5分）利用圖數(shù)據(jù)結(jié)構設計一個城市供暖管道規(guī)劃系統(tǒng)，確保供暖效果和節(jié)能。3、（本題5分）設計一個程序，在給定的圖中使用深度優(yōu)先搜索計算頂點的連通度，輸出連通度。4、（本題5分）設計一個數(shù)據(jù)結(jié)構和算法，用于管理一個醫(yī)院的病房消毒記錄系統(tǒng)，確保病房消毒工作按時完成。5、（本題5分）利用隊列結(jié)構設計一個學校圖書館還書系統(tǒng)，模擬還書的排隊和處理過程。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某電商平臺的用戶行為分析系統(tǒng)需要存儲用戶的操作記錄，如用戶編號、操作類型（瀏覽、購買、收藏、評價）、操作時間、操作對象等。系統(tǒng)要能夠快速分析用戶的行為模式、按照操作頻率對用戶進行分類、新增用戶操作記錄、刪除過期記錄。請設計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。2、（本題10分）一個超市的促銷活動管理系統(tǒng)需要存儲促銷活動的信息，如活動編號、活動名稱、活動時間、優(yōu)惠方式、參與商品等。系統(tǒng)要支持快速查找特定促銷活動、按照活動時間對活動進行排序、新增促銷活動、修改活動規(guī)則