長(zhǎng)春大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁長(zhǎng)春大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于農(nóng)業(yè)的土壤濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度并自動(dòng)控制灌溉設(shè)備。2、設(shè)計(jì)一個(gè)5V轉(zhuǎn)3.3V的LDO線性穩(wěn)壓器，輸出電流不小于200mA，給出電路原理圖和性能分析。3、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤數(shù)據(jù)傳輸與加密電路，能夠?qū)㈦娮映拥臏y(cè)量數(shù)據(jù)安全地傳輸?shù)狡渌O(shè)備，并進(jìn)行加密保護(hù)。4、插入排序是一種簡(jiǎn)單直觀的排序算法。關(guān)于插入排序的工作方式，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.插入排序?qū)⒋判虻脑刂饌€(gè)插入到已排序的部分中，從而逐步完成排序B.插入排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，在最好情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法，相同元素的相對(duì)順序在排序前后不會(huì)改變D.插入排序的空間復(fù)雜度較高，通常需要額外的O(n)空間來完成排序5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的溫度巡檢系統(tǒng)，能夠同時(shí)測(cè)量多個(gè)點(diǎn)的溫度，并在顯示屏上顯示。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)放的儀表放大器電路，增益可調(diào)范圍為1-1000倍，共模抑制比不小于80dB，輸入阻抗不小于1MΩ。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能車庫(kù)門控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車庫(kù)門的自動(dòng)開關(guān)、遠(yuǎn)程控制和防夾保護(hù)功能。8、設(shè)計(jì)一個(gè)光通信中的摻鉺光纖放大器（EDFA）驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)EDFA的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)和增益控制。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測(cè)心率、運(yùn)動(dòng)步數(shù)和睡眠質(zhì)量，并通過手機(jī)APP顯示，描述硬件和軟件設(shè)計(jì)。10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)差錯(cuò)控制編碼的仿真模型，分析不同編碼方式在不同信道條件下的性能。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-FiDirect的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，描述系統(tǒng)的硬件組成和通信協(xié)議。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。13、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)自動(dòng)測(cè)量電路，能夠自動(dòng)測(cè)量輸入信號(hào)的頻率，并將測(cè)量結(jié)果顯示出來。14、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的差分定位數(shù)據(jù)處理模塊，分析定位精度的提升效果。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)，能夠識(shí)別合法的RFID標(biāo)簽并控制門的開關(guān)，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程。16、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路工藝中蝕刻工藝的參數(shù)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)，保證蝕刻質(zhì)量。17、二叉樹是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有多種遍歷方式。假設(shè)存在一個(gè)二叉樹，其先序遍歷的結(jié)果是ABDECF，中序遍歷的結(jié)果是DBEAFC。請(qǐng)問該二叉樹的后序遍歷結(jié)果是什么？（）A.DEBFCAB.DBEFCAC.DEBCFAD.DFEBCA18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字濾波器，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的低通濾波，截止頻率為2kHz，采樣頻率為10kHz。19、設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，能夠輸出穩(wěn)定的直流電壓，具有過壓保護(hù)、過流保護(hù)等功能。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的控制，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件編程。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在一個(gè)二叉樹中，如何實(shí)現(xiàn)層次遍歷？2、（本題5分）論述如何使用線段樹解決動(dòng)態(tài)區(qū)間最大值問題，給出更新和查詢的方法。3、（本題5分）解釋如何對(duì)一個(gè)字符串進(jìn)行模式匹配，使用KMP算法給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度的優(yōu)勢(shì)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)一個(gè)學(xué)校的課程安排信息（課程編號(hào)、課程名稱、授課教師、上課時(shí)間、教室等），并支持課程的查詢和沖突檢測(cè)。2、（本題5分）利用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)城市公交線路優(yōu)化系統(tǒng)，考慮客流量和運(yùn)營(yíng)成本。3、（本題5分）在平衡二叉搜索樹中，設(shè)計(jì)通過平衡調(diào)整操作提高查找性能的算法。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)帶權(quán)有向圖中找出所有滿足特定條件的路徑，如路徑上節(jié)點(diǎn)的權(quán)值之和在給定范圍內(nèi)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在二叉堆中刪除最大元素后，重新調(diào)整堆的結(jié)構(gòu)，保持堆的性質(zhì)。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)超市的促銷活動(dòng)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)促銷活動(dòng)的信息，如活動(dòng)編號(hào)、活動(dòng)名稱、活動(dòng)時(shí)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(dòng)、按照活動(dòng)時(shí)間對(duì)活動(dòng)進(jìn)行排序、新增促銷活動(dòng)、修改活動(dòng)規(guī)則、結(jié)束活動(dòng)。請(qǐng)確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。2、（本題10分）某超市的商品促銷管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)促