韶关学院《数据结构与算法》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法》2021-2022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批阅人一、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、设计一个基于深度学习的数字图像分类系统，分析模型的准确性和泛化能力。2、设计一个液晶显示技术中的视角扩展光学系统，分析视角扩展效果和图像质量。3、设计一个基于蓝牙的智能手表，能够显示时间、日期、天气信息，监测心率、运动步数和睡眠质量，并与手机进行数据同步。4、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。5、运用通信网络技术，设计一个校园智能安防监控系统的网络架构，实现视频监控数据的实时传输和存储。6、设计一个基于单片机的智能血压计，能够准确测量血压，并具有数据存储和分析功能。7、设计一个基于ZigBee的智能家居控制系统，实现对家电的远程控制和状态监测，阐述网络拓扑和通信协议。8、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。9、设计一个音频滤波器扩展电路，能够增加滤波器的滤波类型和频率范围，并且具有自动调节功能。10、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。11、设计一个计算机网络中的IP地址分配方案，满足特定网络规模和拓扑结构的需求。12、设计一个音频放大器，采用T类放大方式，在4Ω负载下输出功率不小于50W，给出电路设计和电源管理。13、字符串在计算机程序中经常被处理，也有相应的数据结构和操作。以下关于字符串的描述，错误的是：（）A.字符串可以用字符数组或指针来表示，常见的操作包括字符串的连接、比较、查找等B.朴素的字符串匹配算法时间复杂度较高，KMP算法通过利用已匹配的部分信息提高了匹配效率C.字符串的存储方式会影响其操作的效率，例如使用动态分配内存的方式可以更灵活地处理长度变化的字符串D.字符串的操作都是简单的基本运算，其时间复杂度都为O(1)，与字符串的长度无关14、考虑一个任务调度系统，有多个任务按照优先级和提交时间进行调度执行。以下哪种数据结构可以有效地管理这些任务，并保证高优先级或早提交的任务先执行？（）A.优先队列，根据优先级和时间排序B.数组，通过索引访问任务C.链表，按照提交顺序存储任务D.栈，先进后出执行任务15、设计一个基于FPGA的交通信号灯控制系统，能够根据不同的时间段和交通流量自动调整信号灯的时长，同时具备故障检测和报警功能，提供硬件描述语言代码和仿真结果。16、平衡二叉树是为了改进二叉搜索树的性能而产生的。以下关于平衡二叉树的描述，不正确的是（）A.它通过旋转操作来保持树的平衡，减少查找的时间复杂度B.平衡二叉树的插入和删除操作比二叉搜索树更复杂C.任何情况下，平衡二叉树的高度都不会超过log₂n（n为节点数）D.平衡二叉树在实际应用中已经完全取代了二叉搜索树17、设计一个基于蓝牙低能耗（BLE）技术的健康监测设备，能够采集人体生理参数（如心率、血压等）并传输到手机端。18、设计一个基于无线射频识别（RFID）的仓库管理系统，实现对货物的自动识别、入库、出库和库存管理。19、设计一个基于数字信号处理的图像去噪系统，能够有效去除图像中的噪声，同时保持图像细节。20、设计一个简单的光电编码器接口电路，能够准确读取编码器的输出信号，用于位置测量，阐述电路原理和接口程序。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述如何在一个具有n个元素的无序数组中，使用堆排序算法进行排序，并分析其时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）论述跳表在插入操作中随机层数生成的策略和对性能的影响。3、（本题5分）简述哈希表的哈希冲突是如何产生的，以及如何减少哈希冲突的发生。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个哈希表程序，支持哈希表的批量插入和删除操作的优化，提高效率并展示操作过程和结果。2、（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。3、（本题5分）使用跳表和大根堆的组合，设计一个程序，实现对电商平台商品评价的实时排序和展示。4、（本题5分）设计一个程序，判断给定无向图是否存在自环，输出判断结果。5、（本题5分）设计一个算法，构建后缀树，并用于快速查找字符串中的子串。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个大型企业的人力资源管理系统需要对员工的绩效评估和培训记录进行管理。员工信息包括员工编号、姓名、绩效评估、培训课程等。这些信息以优先队列的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按照绩效评估得分对员工进行排序；（2）为绩效优秀的员工安排优先培训课程；（3）删除离职员工的信息；（4）统计参加过特定培训课程的员工人数。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题10分）一个在线考试系统需要对考生的答题情况和成绩进行管理。考生信息包括考生编号、姓