安徽大学《数据结构与算法实验》2022-2023学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页安徽大学

《数据结构与算法实验》2022-2023学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、设计一个±5V转±15V的DC-DC电源变换电路，输出电流不小于0.2A，给出原理图和PCB布局。2、在数据结构中，排序算法是非常重要的一部分。冒泡排序是一种简单的排序算法，它通过反复比较相邻的元素并交换位置来将数组排序。对于一个包含n个元素的数组，冒泡排序的最坏时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)3、运用集成电路设计流程，设计一款用于工业机器人视觉系统的图像传感器芯片，具备高分辨率和快速响应特性。4、使用运算放大器设计一个音频放大器电路，能够将输入的微弱音频信号进行放大，同时具有一定的带宽和低失真度，给出详细的电路设计和参数计算。5、设计一个基于物联网技术的智能电表抄表系统，实现远程自动抄表和数据管理。6、插入排序是一种简单直观的排序算法。关于插入排序的工作方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.插入排序将待排序的元素逐个插入到已排序的部分中，从而逐步完成排序B.插入排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，在最好情况下的时间复杂度为O(n)C.插入排序是一种稳定的排序算法，相同元素的相对顺序在排序前后不会改变D.插入排序的空间复杂度较高，通常需要额外的O(n)空间来完成排序7、设计一个基于DSP的语音识别系统，能够识别特定的语音指令，给出算法原理和代码实现。8、考虑哈希冲突的解决方法，开放定址法和链地址法是常见的策略。假设一个哈希表的负载较高，容易发生冲突。以下哪种方法在这种情况下可能表现更好（）A.开放定址法B.链地址法C.两种方法效果相同D.无法确定9、运用通信网络原理，设计一个智慧农业的物联网网络方案，实现农田环境数据的采集和远程控制。10、设计一个基于ZigBee技术的智能路灯控制系统，能够根据环境光照和时间自动调节路灯亮度。11、设计一个数字图像处理中的图像分割算法，如阈值分割或区域生长分割，在实际图像上进行测试和优化。12、考虑到一个分布式缓存系统，需要在多个节点之间同步数据，并处理节点的加入和离开。为了实现可靠的数据同步和容错，以下哪种数据结构和技术可能会被用到？（）A.一致性哈希B.分布式锁C.分布式事务D.分布式队列13、设计一个基于DSP的音频降噪系统，能够有效降低背景噪声，给出算法原理和代码实现。14、图的邻接矩阵存储方式适合于存储稠密图，而邻接表存储方式适合于存储稀疏图。假设一个图有100个顶点，如果边的数量较少，大概在100条左右，以下哪种存储方式更节省存储空间？（）A.邻接矩阵B.邻接表C.两者存储空间相同D.无法确定15、设计一个用于工业自动化的视觉检测系统，能够检测产品的缺陷和尺寸，说明系统硬件组成和图像处理算法。16、设计一个基于音频功率放大器的汽车音响系统，具备四路输出，总功率不小于100W。17、运用电子信息工程知识，设计一个智能交通信号灯自适应控制系统，根据实时交通流量调整信号灯时间。18、利用模拟电路技术，设计一个用于医疗设备的直流稳压电源电路，提供稳定的低噪声电源。19、设计一个数字存储示波器高速采样与触发优化电路，能够实现更高的采样率和更准确的触发，提高测量精度。20、利用电力电子技术设计一个交流-直流变换器（AC-DCConverter），实现将交流电源转换为稳定的直流电源输出。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述并查集的数据结构和操作，以及在解决集合合并和查询问题中的应用。2、（本题5分）对于一个用哈希表存储的数据结构，解释哈希函数的作用和选择原则，以及如何处理哈希冲突，并分析其查找效率。3、（本题5分）论述如何在二叉搜索树中进行插入、删除和查找操作，以及如何保持其平衡以提高性能。4、（本题5分）解释如何在一个有序链表中查找中位数节点。5、（本题5分）在一个具有n个元素的双向链表中，说明如何实现向前和向后的遍历，以及如何在双向链表中插入和删除节点。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，使用Kruskal算法构建给定无向图的最小生成树，输出生成树的边。2、（本题5分）设计一个算法，利用二叉搜索树存储商品的库存信息，能够快速更新库存数量。3、（本题5分）设计一个程序，模拟实现操作系统中的内存分页管理，使用链表或树结构。4、（本题5分）设计一个程序，求给定二叉树的高度，并输出高度值。5、（本题5分）设计一个算法，用邻接表表示一个无向图，计算图的连通分量个数。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某电商平台的售后服务系统需要记录用户的售后申请、处理进度、解决方案和用户反馈等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持售后申请的提交和受理，处理进度的更新，解决方案的记录和用户反馈的收集，并能够分析售后数据以改进服务质量。2、（本题10分）某学校的选课系统需要记录课程和学生的选课信息。课程有课程ID、课程名称、授课教师、容量等，学生选课信息包括学生ID、课程ID。请设计数据结构来管理选课数据，能够快速查询课程余量、学生选课情况、退选和补选操作，并统计每