北京理工大学《数据结构与算法设计》2022-2023学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页北京理工大学《数据结构与算法设计》

2022-2023学年第一学期期末试卷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2分，共40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、在一个有n个顶点的带权有向图中，使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求从源点到其他各顶点的最短路径，其时间复杂度为？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)2、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。以下关于归并排序的描述，不正确的是（）A.将数组不断分成两半，分别排序后再合并B.归并排序的时间复杂度始终为O(nlog₂n)C.归并排序是一种稳定的排序算法D.归并排序的空间复杂度较高，为O(n)3、设计一个用于音频放大器的反馈网络，提高放大器的稳定性和性能，给出反馈类型选择和参数计算。4、设计一个基于FPGA的高速数据通信接口，支持PCIe或以太网接口，给出硬件设计和驱动开发。5、运用电子电路知识，设计一个用于工业机器人的运动控制系统，实现机器人的精确运动控制。6、根据数字信号处理知识，设计一个音频均衡器的自动调整系统，根据音频内容自动优化频率响应。7、设计一个通信系统中的软件定义无线电（SDR）平台，实现灵活的调制解调功能。8、栈是一种特殊的线性表，遵循后进先出的原则。在程序设计中，栈有着广泛的应用。例如，在表达式求值、函数调用等场景中经常使用栈。考虑一个表达式：(3+5)*2-7，使用栈来计算这个表达式的值。在计算过程中，当遇到运算符''时，以下正确的操作是：（）A.直接将''输出B.从栈中弹出两个操作数进行乘法运算C.将''压入栈中D.忽略''，继续处理后面的字符9、设计一个基于数字锁相放大器的微弱信号检测系统，能够从强噪声背景中检测出微弱信号。10、设计一个基于555定时器的脉冲发生器，输出脉冲频率和占空比可调，说明电路原理和调试要点。11、基于通信中的多址接入技术设计一个无线通信网络，支持多个用户同时通信，分析网络容量和性能。12、设计一个基于蓝牙模块的智能门锁系统，能够通过手机蓝牙开锁，并记录开锁记录。13、设计一个基于FPGA的高速数据采集与存储系统，能够实现对高速信号的采集和大容量数据存储。14、设计一个基于STM32H7的高性能嵌入式系统，能够运行复杂的实时操作系统和应用程序，给出硬件架构和软件环境搭建。15、设计一个基于FPGA的图像压缩编码系统，实现图像的高效压缩，给出硬件设计和编码效率分析。16、设计一个数字信号量化电路，确定量化级数和编码方式，分析量化误差对信号质量的影响。17、设计一个基于FPGA的数字滤波器，实现低通、高通、带通和带阻滤波功能，给出设计过程和资源利用分析。18、设计一个数字通信系统的误码性能测试方案，包括测试设备的选择、测试环境的搭建和数据的分析方法。19、设计一个电子指南针电路，能够指示方向，精度为±1°，并且具有校准功能。20、设计一个音频功率放大器，采用甲乙类放大方式，在4Ω负载下输出功率不小于100W，给出电路设计和散热方案。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述如何使用双向链表实现数据的插入、删除和遍历操作，分析双向链表与单向链表在操作上的差异和优势。2、（本题5分）详细阐述B树和B+树的结构特点和区别，以及它们在数据库中的应用。3、（本题5分）比较归并排序和快速排序在对随机数据的排序效果。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）以链表为基础，设计一个旅游行程规划系统，支持景点的添加、删除和路线优化。2、（本题5分）设计一个程序，使用AC自动机处理多个模式字符串在给定文本中的匹配，输出匹配位置。3、（本题5分）设计一个程序，用插入排序对图书馆的借阅记录按时间先后进行整理。4、（本题5分）设计一个程序，判断给定图中两个顶点是否在同一个连通分量中，输出判断结果。5、（本题5分）研究跳表查找性能与层数的关系，设计最优层数选择策略。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某城市的公交系统需要管理公交线路、站点和车辆调度信息。设计一种数据结构来存储这些信息，实现线路的添加、删除、查找和修改操作，能够快速查询某个站点经过的公交线路和车辆实时调度情况，并优化车辆调度以提高公交系统的运行效率。2、（本题10分）一个在线图书馆的书籍借阅系统需要对书籍的借阅情况和读者信息进行管理。书籍信息包括书籍编号、书名、作者、借阅状态等，