江南大学《数据结构C1》2021-2022学年第一学期期末试卷

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2021-2022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30个小题，每小题1分，共30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、设计一个基于ZigBee技术的无线智能家居安防系统，能够检测门窗入侵、烟雾和燃气泄漏等情况，并及时报警，说明系统组成和网络配置。2、设计一个太阳能路灯控制器智能管理与节能优化电路，能够实现路灯的智能管理和节能优化，提高能源利用效率。3、设计一个基于51单片机的电子时钟，具有时分秒显示、设置和闹钟功能，给出硬件电路和程序代码。4、设计一个具有自动切换功能的电源系统，能够在市电和备用电源之间自动切换，保证设备的正常供电，包括电路设计和控制逻辑。5、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。6、设计一个基于霍尔传感器的电流测量电路，能够测量0-10A的直流电流，精度达到0.1A。7、在数据结构的应用中，栈和队列常用于表达式求值。假设我们要计算一个算术表达式的值。以下关于表达式求值的描述，哪一项是不准确的？（）A.中缀表达式转换为后缀表达式后，使用栈可以方便地进行求值计算B.后缀表达式求值时，遇到操作数入栈，遇到操作符则对栈顶元素进行相应运算C.栈在表达式求值中主要用于保存操作数和中间结果D.无论表达式的复杂程度如何，使用栈和队列进行求值的效率都是相同的8、设计一个基于FPGA的SPI通信接口模块，能够实现与外部设备的高速数据传输，给出硬件描述和测试方法。9、设计一个基于模拟积分器的积分型模数转换器（ADC），分析其转换精度和速度。10、在图的遍历算法中，深度优先搜索和广度优先搜索是两种基本方法。以下关于深度优先搜索的描述，不正确的是（）A.采用栈来实现B.可能会出现重复访问节点的情况C.对于连通图，能遍历到所有节点D.可以用于求解图的连通分量11、基于通信编码技术设计一个纠错编码系统，能够对传输的数据进行编码和纠错，提高数据传输的可靠性。12、设计一个带通滤波器电路，中心频率为1kHz，带宽为200Hz，通带波纹小于0.8dB，阻带衰减不小于40dB，输入信号频率范围为0-2kHz。13、设计一个基于STM32的智能家居控制系统，能够实现对灯光、窗帘、空调等设备的控制，描述系统的硬件架构和软件编程。14、设计一个程控交换系统中的呼叫处理模块，实现呼叫的建立、保持和释放功能，考虑信令交互和资源管理。15、哈希表的装填因子越大，发生冲突的可能性就越大。假设一个哈希表的容量为10，当前存储了8个元素，装填因子是多少？（）A.0.8B.0.2C.8D.216、设计一个基于数字逻辑的抢答器系统，能够准确判断多个选手的抢答顺序，并进行显示和报警。17、设计一个红外遥控系统，能够通过遥控器对设备进行开、关、音量调节等操作，遥控距离不小于5米。18、设计一个卫星导航系统中的卫星轨道参数计算和预测模块，分析轨道精度。19、在一个需要对一组数据进行去重操作的场景中，以下哪种数据结构可以有效地实现这个功能？（）A.集合，自动去除重复元素B.数组，需要额外的算法进行去重C.链表，去重操作复杂且效率低D.栈，不适合进行去重操作20、设计一个基于蓝牙低功耗和Wi-Fi的双模通信模块，实现灵活的通信方式选择，描述模块的硬件组成和通信协议。21、设计一个简单的数字时钟电路，要求能够显示小时、分钟和秒，并且具有设置时间和闹钟功能。22、设计一个基于数字电位器的灯光亮度调节系统，能够实现灯光亮度的平滑调节和记忆功能。23、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的实时图像处理系统，能够快速处理视频流中的图像。24、设计一个高速光纤通信系统，传输速率达到100Gbps，说明系统组成和关键器件选型。25、设计一个基于PLC的自动化生产线控制系统，能够实现对多个工位的顺序控制、逻辑控制和故障诊断，提供控制程序和I/O分配表。26、设计一个基于音频DAC的音频播放系统，支持高保真音频输出，采样率不低于44.1kHz。27、数据结构与算法的关系紧密相连。以下关于数据结构与算法关系的描述，不正确的是：（）A.数据结构是算法的基础，算法依赖于特定的数据结构B.不同的数据结构可以用于实现相同的算法，效果可能不同C.算法的设计和选择会影响数据结构的使用和效率D.数据结构和算法是相互独立的，没有关联28、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。29、设计一个音频功率放大器的散热系统，保证放大器在高功率输出时的稳定工作，给出散热系统的设计和热分析。30、设计一个基于D/A转换器的方波信号发生器电路，输出频率范围为100Hz-10kHz，占空比可调。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线考试的监考系统需要实时监控考生的答题状态、行为异常和交卷时间。设计合适的数据结构和算法，保障考试的公平公正和顺利进行。2、（本题5分）在一个物流配送系统中，需要记录每个订单的详细信息，包括订单号、客户信息、商品清单、配送地址、预计送达时间等。设计一种数据结构来存储订单信息，实现订单的添加、删除、查找和更新操作，并能够根据配送地址和预计送达时间进行高效的排序和查询。3、（本题5分）某城市的智能停车系统需要记录停车场的位置、车位数量、占用情况和收费信息。设计一种数据结构和算法，帮助用户快速找到空闲车位并计算停车费用。4、（本题5分）假设一个视频网站需要存储大量的视频信息和用户的观看记录，视频信息包括视频ID、视频名称、时长、上传者、分类等，观看记录包括用户ID、视频ID、观看时间、观看进度等。请设计数据结构来管理这些数据，能够快速查找视频、推荐相关视频、统计视频的观看次数，并分析用户的观看偏好。5、（本题5分）某电商平台的库存管理系统需要实时监控商品库存数量，当库存低于阈值时自动补货。设计合适的数据结构和算法，实现库存的准确管理和及时补货。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述如何在一个带权图中使用贝尔曼-福特算法求解单源最短路径问题。2、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个元素的队列中，实现元素的循环移位，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）简述数据结构中栈的定义、特点及基本操作，并举例说明栈在实际中的应用。4、（本题5分）什么是二叉搜索树的删除操