辽宁科技学院《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2页，共2页辽宁科技学院《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1分，共20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、在数据结构的教学中，案例分析是一种有效的方法。以下关于案例分析的描述，不准确的是：（）A.选择实际的应用案例，如学生成绩管理系统、图书管理系统等，展示数据结构的应用B.通过对案例的分析，让学生理解如何根据需求选择合适的数据结构和算法C.案例分析可以帮助学生将抽象的数据结构概念与具体的问题解决联系起来D.案例分析只适用于简单的数据结构，对于复杂的数据结构和算法不适用2、设计一个基于ADC和微控制器的水质监测系统，能够测量pH值、溶解氧、电导率等水质参数。3、设计一个集成电路制造工艺中的离子注入工艺参数优化方案，提高注入的均匀性和准确性。4、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。5、设计一个基于FPGA的数字信号解调系统，支持常见的调制方式（如QPSK、16QAM等）的解调。6、根据数字信号处理理论，设计一个音频频谱分析仪，能够显示音频信号的频谱分布。7、设计一个数字电压表校准电路，能够对数字电压表进行校准，提高测量精度。8、设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，当检测到有人靠近时自动开门，一段时间后自动关门。9、设计一个基于单片机的智能交通信号灯控制系统，能够根据不同时间段和交通流量自动调整信号灯的时长。10、设计一个基于运算放大器的电压比较器电路，能够比较两个输入电压的大小，并输出高低电平信号。11、在一个m行n列的二维数组中，按行优先存储时，元素a[i][j]的存储地址与a[0][0]的存储地址之间相差的元素个数为？（）A.i*n+jB.j*m+iC.i*m+jD.j*n+i12、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。13、设计一个基于运算放大器的比较器阵列电路，能够同时比较多个输入信号的大小。14、设计一个基于数字逻辑的电梯控制系统，实现电梯的上下运行、楼层停靠和超重报警等功能。15、设计一个音频均衡器参数自动调整与存储电路，能够根据输入音频信号自动调整均衡器参数，并将参数存储起来供下次使用。16、设计一个基于DSP的音频编码系统，实现MP3或AAC编码，给出算法流程和代码优化。17、设计一个锂电池充电管理电路，能够实现恒流恒压充电，具有过温、过流保护功能，描述电路原理和芯片选型。18、设计一个无线通信模块电路，能够实现短距离无线数据传输，传输距离在100米以内，数据传输速率为1Mbps。19、在二叉搜索树中，左子树的所有节点值都小于根节点值，右子树的所有节点值都大于根节点值。假设存在一个二叉搜索树，插入一系列值：50、30、70、20、40、60、80。在插入这些值后，要查找值为60的节点，以下哪种查找路径是正确的？（）A.50-70-60B.50-30-40-60C.50-70-80-60D.50-30-20-6020、利用通信原理知识，设计一个无线数据传输系统，能够在一定距离内稳定传输数字信号，具备抗干扰和纠错能力，且传输速率达到特定要求。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述如何在一个二叉堆中查找第k大的元素，给出算法思路和优化方法。2、（本题5分）描述二叉树的遍历算法在二叉树的染色问题、树的转换问题中的应用。3、（本题5分）解释如何在一个有序数组中进行快速插入操作，保持数组的有序性，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。4、（本题5分）深入解释在最小生成树的Prim算法中，如何选择边来构建最小生成树，以及算法的时间复杂度分析。5、（本题5分）深入解释在具有n个顶点的有向图中，如何判断图是否强连通，并给出具体的算法思想和实现步骤。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个算法，将一个二叉树转换为对应的森林，并输出森林中各树的先序遍历序列。2、（本题5分）设计一个动态规划程序，解决编辑距离问题，输出编辑距离。3、（本题5分）设计一个哈希表程序，支持动态扩容和缩容，当元素数量超过一定阈值时自动扩容，删除元素后空间利用率低时自动缩容。4、（本题5分）比较AVL树和红黑树在大规模数据存储中的适用性，设计实验评估。5、（本题5分）优化并查集的合并策略，提高集合操作的效率，通过大规模数据测试效果。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线招聘系统需要管理职位信息，包括职位编号、职位名称、工作地点、薪资范围、招聘人数等。系统要支持快速查找特定职位、按照薪资范围对职位进行排序、新增职位、修改职位信息、关闭招聘职位。请确定恰当的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，以及性能优化策略。2、（本题10分）某电商平台的促销活动规则管理系统需要定义不同的促销活动类型、适用商品、优惠条件、活动时间等。设计数据结构来存储和管理促销活动规则，支持活动的创建、修改、删除和查询，能够准确计算商品在活动中的优惠价格。3、（本题10分）某音乐平台需要对用户的播放记录和收藏歌曲进行管理。用户信息包括用户