昆明理工大学《数据结构与算法》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法》2023-2024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一、单选题（本大题共15个小题，每小题2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、设计一个具有USB接口的数字存储设备，能够实现数据的存储和读取，包括硬件接口设计和存储管理软件。2、图是一种复杂的数据结构，包含顶点和边。假设存在一个无向图，顶点分别为A、B、C、D、E，边的集合为{(A,B),(A,C),(B,D),(C,D),(D,E)}。使用深度优先搜索算法从顶点A开始遍历，以下哪个遍历顺序是可能的？（）A.A-B-C-D-EB.A-C-B-D-EC.A-B-D-C-ED.A-E-D-C-B3、队列也是一种特殊的线性表，与栈的操作原则不同。以下关于队列的描述，错误的是：（）A.队列遵循先进先出（FIFO）原则，即最先入队的元素最先出队B.环形队列可以有效地解决顺序队列中假溢出的问题，提高存储空间的利用率C.队列在任务调度、消息传递、缓冲区管理等方面有重要作用D.队列的插入和删除操作只能在队头和队尾进行，不能在队列中间进行，且其操作效率总是低于栈4、设计一个简单的图像采集系统，使用CMOS图像传感器采集图像，并通过USB接口将图像数据传输到计算机进行显示和存储。5、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6、设计一个音频均衡器自动预设电路，能够根据不同的音乐类型自动预设均衡器的参数，提高音频体验。7、设计一个基于数字滤波器的信号降噪系统，能够有效去除输入信号中的噪声，提高信号质量。8、设计一个简单的语音识别系统，能够识别特定的语音指令，并执行相应的操作，如开灯、关灯、播放音乐等。9、设计一个基于蓝牙低功耗技术的智能血压计，能够准确测量血压，并将数据传输到手机APP进行分析和存储。10、设计一个基于模拟比较器和触发器的脉冲整形电路，将不规则脉冲整形为标准脉冲。11、考虑一个物流配送系统，需要规划车辆的行驶路线，使得配送成本最小。假设城市之间的道路可以表示为一个有权图，以下哪种算法和数据结构常用于解决这个问题？（）A.深度优先搜索算法和邻接矩阵B.广度优先搜索算法和邻接表C.迪杰斯特拉算法和优先队列D.弗洛伊德算法和数组12、设计一个基于STM32的物联网终端设备，能够连接云平台实现数据的上传和下发，描述设备的硬件和软件实现。13、设计一个用于新能源汽车电池管理的均衡电路，提高电池组的使用寿命和性能，给出电路原理和控制策略。14、利用锁相环技术设计一个频率合成器，能够输出稳定的、可调节的频率信号，给出频率合成器的整体架构和各部分的详细设计。15、设计一个基于无线传感器网络的农田环境监测系统，监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数，实现数据的汇聚和远程传输。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细解释在一个具有n个顶点的无向图中，如何使用广度优先搜索算法计算图的连通分量个数，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）解释如何在一个二叉搜索树中进行删除操作的多线程实现，给出算法步骤和实现代码，并分析其同步和竞争问题。3、（本题5分）对于一个具有n个顶点和e条边的带权无向图，如何使用克鲁斯卡尔（Kruskal）算法构造最小生成树？三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线考试系统的自动判卷功能需要记录题目信息、考生答案和标准答案。题目信息包括题目ID、题目内容、分值，考生答案包括考生ID、题目ID、答案内容，标准答案包括题目ID、标准内容。设计数据结构来实现自动判卷，能够快速对比考生答案和标准答案、计算考生得分，并统计题目得分率。2、（本题5分）在一个在线视频平台中，需要管理视频信息、用户观看历史、视频评论和点赞等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持视频的上传、删除、查找和播放，用户观看历史的记录，视频评论的管理和点赞数的统计，并能够根据用户行为推荐相关视频。3、（本题5分）一家电商平台的客户投诉管理系统需要记录投诉信息、处理进度和处理结果。投诉信息包括投诉ID、订单ID、投诉内容、投诉时间，处理进度包括进度ID、投诉ID、处理步骤、处理人员、处理时间，处理结果包括结果ID、投诉ID、处理结果、满意度。设计数据结构来管理投诉数据，实现投诉的受理、处理跟踪、结果反馈，并统计投诉的类型和处理满意度。4、（本题5分）在一个在线考试系统中，需要管理考试科目、试题、考生答案和成绩等信息。设计一种数据结构来存储这些信息，实现考试科目的添加、删除、查找和修改，试题的录入和更新，考生答案的存储和成绩的计算，并能够快速查询考生的成绩和排名。5、（本题5分）一个在线订餐平台的厨房管理系统需要记录菜品制作进度、厨师分配和出餐时间。菜品制作进度包括进度ID、菜品ID、制作阶段、完成时间，厨师分配包括分配ID、菜品ID、厨师ID，出餐时间包括出餐ID、菜品ID、时间。请设计数据结构来管理厨房数据，实现菜品制作的监控、厨师工作的合理安排、出餐时间的准确预测，并优化厨房工作流程。四、设计题（本大题共3个小