四川華新現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論教學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁四川華新現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論教學(xué)》2023-2024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(shè)計一個基于STM8的電機調(diào)速系統(tǒng)，采用PWM控制方式，能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)和調(diào)速功能，描述系統(tǒng)組成和控制算法。2、根據(jù)數(shù)字信號處理理論，設(shè)計一個音頻頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號的頻譜分布。3、斐波那契堆是一種可合并堆的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關(guān)于斐波那契堆的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.支持插入、刪除最小元素和合并等操作B.在一系列操作中，某些操作的時間復(fù)雜度可以低于傳統(tǒng)堆的時間復(fù)雜度C.斐波那契堆的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，實現(xiàn)難度較大D.斐波那契堆在實際應(yīng)用中不如二叉堆和二項堆廣泛4、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字信號濾波系統(tǒng)，實現(xiàn)FIR和IIR濾波器，參數(shù)可在線調(diào)整。5、設(shè)計一個基于模擬乘法器的乘法型數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），分析其性能和誤差。6、設(shè)計一個具有自動增益控制和動態(tài)范圍壓縮功能的音頻處理系統(tǒng)，提高音頻質(zhì)量，給出系統(tǒng)設(shè)計和性能評估。7、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計一個地鐵自動檢票系統(tǒng)，實現(xiàn)車票驗證、扣費和閘機控制功能。8、運用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計一個企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)布線方案，確保高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。9、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的遞歸操作中，需要注意遞歸的終止條件和?？臻g的使用。假設(shè)我們正在使用遞歸解決一個問題。以下關(guān)于遞歸的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.遞歸函數(shù)必須有明確的終止條件，否則會導(dǎo)致無限遞歸B.遞歸調(diào)用會使用系統(tǒng)的棧空間來保存中間結(jié)果和返回地址C.對于一些問題，使用迭代實現(xiàn)比遞歸實現(xiàn)效率更高D.遞歸總是比迭代更容易理解和實現(xiàn)，應(yīng)該優(yōu)先使用遞歸10、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的語音識別系統(tǒng)，能夠?qū)μ囟ǖ恼Z音指令進行識別和響應(yīng)，分析其識別準(zhǔn)確率和實時性。11、設(shè)一棵二叉樹的中序遍歷結(jié)果為ABCDEFG，前序遍歷結(jié)果為DBAECFG，則后序遍歷結(jié)果為（）A.ACGFEDBB.BDFEGCAC.DBEFAGCD.BDACEFG12、設(shè)計一個數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)擴展電路，能夠增加調(diào)制解調(diào)的方式和速度，并且具有糾錯功能。13、設(shè)計一個數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號的調(diào)制和解調(diào)，調(diào)制方式為ASK、FSK、PSK等。14、設(shè)計一個用于衛(wèi)星通信的低噪聲放大器（LNA），工作頻率在Ku波段，噪聲系數(shù)小于1dB，增益大于20dB，闡述電路設(shè)計和器件選型。15、設(shè)計一個基于單片機的水質(zhì)凈化設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動控制凈化過程。16、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的音頻降噪耳機系統(tǒng)，有效降低環(huán)境噪聲對音頻的干擾。17、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。18、設(shè)計一個音頻放大器失真補償電路，能夠?qū)Ψ糯笃鞯氖д孢M行補償，提高音頻質(zhì)量。19、樹是一種非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有層次關(guān)系。以下關(guān)于樹的描述，不正確的是：（）A.二叉樹的每個節(jié)點最多有兩個子節(jié)點，分為左子節(jié)點和右子節(jié)點B.二叉搜索樹的左子樹中的節(jié)點值小于根節(jié)點值，右子樹中的節(jié)點值大于根節(jié)點值，便于快速查找、插入和刪除C.平衡二叉樹通過自動調(diào)整保持樹的平衡，提高了查找效率，但插入和刪除操作相對復(fù)雜D.樹的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，且每種遍歷方式的時間復(fù)雜度都是相同的，與樹的結(jié)構(gòu)無關(guān)20、設(shè)計一個電子血壓計數(shù)據(jù)分析電路，能夠?qū)ρ獕河嫓y量的數(shù)據(jù)進行分析和統(tǒng)計，為醫(yī)療診斷提供參考。21、設(shè)計一個數(shù)字頻率計，采用等精度測量法，測量范圍為10Hz至100MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。22、設(shè)計一個基于STM32的無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)，采用FOC控制算法，實現(xiàn)精確調(diào)速和位置控制，給出系統(tǒng)組成和軟件流程。23、在一個社交網(wǎng)絡(luò)分析程序中，需要表示用戶之間的關(guān)注關(guān)系，并能夠快速地找出某個用戶的直接關(guān)注者和被關(guān)注者，以及計算用戶之間的最短路徑。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于構(gòu)建這樣的社交網(wǎng)絡(luò)模型？（）A.鄰接矩陣，直觀表示節(jié)點之間的連接關(guān)系B.鄰接表，節(jié)省存儲空間并支持快速遍歷C.十字鏈表，便于雙向操作和動態(tài)修改D.雙向鏈表，方便查找前后節(jié)點的關(guān)系24、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計一個用于數(shù)控機床的電機驅(qū)動電路，實現(xiàn)電機的精確調(diào)速和位置控制。25、對于一個需要對一組數(shù)據(jù)進行頻繁的隨機訪問和插入操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能在性能上表現(xiàn)較好？（）A.數(shù)組B.鏈表C.哈希表D.棧二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋圖的連通性問題的其他變體，如強連通分量的數(shù)量、弱連通分量的合并等問題及解決方法。2、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中隊列的概念、特點以及常見的操作，舉例說明隊列在計算機科學(xué)中的應(yīng)用場景。3、（本題5分）詳細說明如何使用并查集解決動態(tài)連通性問題，并分析其時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）闡述如何在一個圖中進行最短路徑的并行計算，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其性能優(yōu)勢。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，利用樹狀數(shù)組和拓撲排序算法的結(jié)合，安排一個軟件項目中各個模塊的開發(fā)順序。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示社交網(wǎng)絡(luò)中的影響力分析系統(tǒng)，實現(xiàn)用戶影響力的計算和推薦功能。3、（本題5分）使用棧結(jié)構(gòu)設(shè)計一個程序，檢查一個字符串是否為回文。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，在給定無向圖中找出所有的關(guān)節(jié)點，輸出關(guān)節(jié)點。5、（本題5分）設(shè)計一個算法，使用暴力匹配和KMP算法對兩個字符串進行匹配，比較其效率。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）假設(shè)一個視頻網(wǎng)站需要存儲大量的視頻信息和用戶的觀看記錄，視頻信息包括視頻ID、視頻名稱、時長、上傳者、分類等，觀看記錄包括用戶ID、視頻ID、觀看時間、觀看進度等。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理這些數(shù)據(jù)，能夠快速查找視頻、推薦相關(guān)視頻、統(tǒng)計視頻的觀看次數(shù)，并分析用戶的觀看偏好。2、（本題10分）一個電商平臺的售后服務(wù)管理系統(tǒng)需要存儲售后訂單的信息，包括售后訂單編號、商品編號、售后類型（退貨、換貨、維修）、處理進度、處理結(jié)果等。系統(tǒng)要支持快速查找特定售后訂單、按照處理進度對訂單進行排序、新增售后訂單、更新處理進度和結(jié)果、刪除已完成的售后訂單。請選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性