湖南农业大学《数据结构》2023-2024学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页湖南农业大学《数据结构》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、设计一个音频功率放大器的保护电路，能够在过流、过压、过热等情况下保护放大器和扬声器，给出电路设计和保护机制。2、设计一个用于智能音箱的语音处理模块，能够实现语音唤醒、识别和合成，给出系统架构和算法实现。3、设计一个基于光电耦合器的电气隔离系统，实现输入输出信号的有效隔离，提高系统的抗干扰能力。4、利用数字信号处理技术，设计一个语音识别系统，能够准确识别特定的语音指令并执行相应的操作。5、设计一个基于蓝牙5.3的智能音箱，能够实现语音交互、音乐播放、智能家居控制等功能，音质清晰，响应迅速。6、设计一个液晶显示的背光源系统，能够提供均匀、稳定的光照，具有亮度调节和色彩控制功能。7、假设在一个算法竞赛中，需要在有限的时间内解决一个涉及大量数据处理和复杂逻辑的问题。在选择数据结构时，以下哪个因素通常是最关键的考虑因素？（）A.空间复杂度B.时间复杂度C.代码实现的难度D.数据结构的通用性8、设计一个基于无线传感器网络的智能家居系统，能够实现灯光控制、窗帘控制、家电控制等功能，给出系统的整体架构和实现细节。9、设计一个低通滤波器，采用椭圆滤波器设计，截止频率为200Hz，通带波纹和阻带衰减满足特定要求，给出电路参数和性能分析。10、利用数字逻辑电路设计一个计数器和定时器，实现计数和定时功能，并可设置不同的工作模式。11、设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，当有人靠近时自动开门，一段时间后自动关门。12、使用单片机设计一个智能安防系统，能够检测入侵、火灾等异常情况，并及时发出警报和通知用户。13、根据模拟电路理论，设计一个用于医疗设备的生物电信号放大器，能够放大微弱的生物电信号，如心电、脑电等。14、设计一个音频滤波器电路，能够对输入的音频信号进行低通、高通、带通和带阻滤波，滤波频率可调节。15、设计一个基于单片机的智能门锁系统，支持密码、指纹、刷卡等多种开锁方式，并具有报警功能。16、在数据结构中，栈是一种特殊的线性表，遵循先进后出的原则。假设一个程序需要对一系列操作进行逆序处理，例如计算表达式的值或者实现函数调用的嵌套。以下哪种应用场景最适合使用栈这种数据结构（）A.按照优先级对任务进行排序B.存储一组无序的整数并进行快速查找C.模拟浏览器的前进和后退功能D.实现一个优先队列17、设计一个基于单片机的智能门禁系统，能够通过指纹识别、密码输入或刷卡方式进行身份验证，控制门的开关。18、设计一个高速并行通信系统，采用DDR3内存接口，传输速率达到1066Mbps，说明硬件实现和时序控制。19、在图的最短路径问题中，Dijkstra算法是一种常用的算法。以下关于Dijkstra算法的描述中，不正确的是（）A.该算法适用于有向图和无向图B.算法从起始顶点开始，逐步计算到其他顶点的最短路径C.算法通过不断更新顶点的距离值来找到最短路径D.算法的时间复杂度为O(n^2)，其中n是顶点的数量20、栈是一种特殊的线性表，遵循特定的操作原则。以下关于栈的描述，错误的是（）A.栈的操作遵循后进先出（LIFO）原则B.入栈和出栈操作的时间复杂度都为O(1)C.栈可以用数组或链表来实现D.栈只能用于实现简单的数值计算，不能用于复杂的算法二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）数组的查找算法中，线性查找的实现过程和时间复杂度是多少？在什么情况下适用？2、（本题5分）阐述队列的队头和队尾的含义，以及在入队和出队操作中如何维护队头和队尾。3、（本题5分）详细说明如何使用拓扑排序判断一个有向图是否存在环。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，利用平衡二叉树存储一组随机整数，实现插入操作并保持树的平衡，同时能够查找特定整数是否存在。2、（本题5分）设计一个哈希表程序，支持哈希表的遍历操作，按照特定顺序输出所有元素。3、（本题5分）设计一个程序，在给定的数组中查找第k小的元素，输出该元素的值。4、（本题5分）设计一个算法，在一个字符串中找出所有的回文子串。5、（本题5分）设计一个基数排序算法，对多位数进行排序，分析其性能优势和适用情况。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个电商仓库的库存管理系统需要对商品的库存数量和出入库记录进行管理。商品信息包括商品编号、名称、库存数量、出入库记录等。考虑使用静态链表来存储这些信息。请设计算法实现以下功能：（1）查询某种商品的库存数量；（2）商品入库时增加库存数量并记录；（3）商品出库时减少库存数量并记录；（4）统计库存数量低于预警值的商品种类。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题10分）假设一个视频网站需要存储大量的视