兰州城市学院《数据结构与算法》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页兰州城市学院

《数据结构与算法》2022-2023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、使用单片机设计一个智能火灾报警系统，能够检测火灾迹象并及时发出警报和通知相关人员。2、设计一个正弦波信号发生器，频率范围为10Hz至1MHz，输出幅度可调，失真度小于1%，说明电路原理和调试方法。3、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。4、设计一个温度报警器电路，当环境温度超过设定值时，发出声光报警信号，报警温度可设置。5、设计一个基于单片机的温度和湿度监控系统，能够实时采集温湿度数据，并通过液晶显示屏显示，同时具备报警功能。6、设计一个卫星导航系统中的差分定位数据处理模块，分析定位精度的提升效果。7、采用模拟电子技术设计一个高精度电流源，提供稳定的输出电流，具有良好的负载调整率。8、设计一个数字示波器探头电路，能够将输入信号转换为适合示波器测量的信号，并且具有衰减和补偿功能。9、设计一个音频放大器扩展电路，能够增加放大器的输出功率和音质，并且具有失真检测功能。10、利用数字逻辑电路设计一个数字电压表，能够测量直流电压并以数字形式显示，给出测量精度和量程。11、数据结构是计算机存储、组织数据的方式。在研究数据结构时，线性表是一种基础的数据结构。以下关于线性表的描述，错误的是（）A.线性表可以顺序存储，也可以链式存储B.顺序存储的线性表可以随机访问任意元素，时间复杂度为O(1)C.链式存储的线性表在插入和删除操作时，不需要移动大量元素，效率较高D.线性表的长度是固定的，不能动态变化12、设计一个基于Arduino的智能宠物喂食器，能够根据设定的时间和食量自动为宠物投放食物，并通过手机APP进行远程控制和监控。13、设计一个数字频率合成器扩展电路，能够增加频率合成器的输出频率范围和精度，并且具有相位调制功能。14、设计一个基于无线通信技术的智能农业环境监测与灌溉控制系统，实现精准农业管理。15、设计一个基于数字信号处理的音频分离系统，将混合音频中的不同声音成分分离出来。16、设计一个基于Arduino的智能灌溉系统，能够根据土壤湿度自动控制灌溉设备的开启和关闭，实现精准灌溉。17、在一个图的表示和处理中，如果图的边数相对较少，并且需要快速判断两个顶点之间是否存在边，以下哪种图的存储结构可能是最优的？（）A.邻接矩阵，直观表示顶点之间的关系B.邻接表，节省存储空间C.十字链表，方便进行顶点和边的操作D.边集数组，集中存储边的信息18、设计一个简单的数字电视信号接收器，能够接收和解码数字电视信号，给出硬件设计和解码算法。19、在处理复杂的数据结构时，可能会用到一些高级的技术和概念。以下关于高级数据结构技术的描述，错误的是：（）A.并查集是一种用于处理集合合并和查询的数据结构，常用于解决连通性问题B.线段树可以用于高效地处理区间查询和更新操作，例如求区间和、区间最大值等C.字典树（Trie树）适用于字符串的存储和查找，能够快速判断一个字符串是否存在D.高级数据结构技术通常只适用于特定的领域和问题，在一般的编程中很少用到20、设计一个基于单片机的智能电表系统，能够准确测量电能消耗，支持远程抄表和欠费报警功能。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述跳表在内存受限环境下的优化方法和策略。2、（本题5分）解释在一个带权无向图中，如何使用弗洛伊德算法求解任意两点之间的最短路径，说明算法的空间复杂度和时间复杂度。3、（本题5分）解释堆的概念，包括大根堆和小根堆，论述在堆中进行插入和删除元素操作的过程及时间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）给定一组任务和它们的截止时间，设计算法使用贪心策略安排任务，使完成的任务数量最多。2、（本题5分）基于双端队列结构，设计一个程序，实现对一个整数序列的滑动窗口最大值的查询。3、（本题5分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个旅游景点的门票销售记录信息，支持按日期和门票类型进行统计。4、（本题5分）研究AVL树在频繁更新操作下的性能瓶颈，提出可能的解决方案。5、（本题5分）基于AVL树和深度优先搜索算法，设计一个程序，找出一个无向图中距离指定节点最远的节点。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）在一个在线课程平台上，有大量的课程信息需要管理，包括课程ID、课程名称、授课教师、课程简介、学生报名列表等。设计数据结构来存储课程数据，能够快速查询特定课程、按教师或课程类型分类、添加或删除课程、更新学生报名情况，并统