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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页沈阳大学《数据结构及其应用》
2021-2022学年第一学期期末试卷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、设计一个具有故障诊断功能的电源系统,能够实时监测电源状态并诊断故障,给出系统设计和诊断算法。2、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。3、根据传感器原理,设计一个用于气象监测的风速风向测量系统,能够实时准确地测量风速和风向。4、利用数字信号处理技术,设计一个语音识别系统,能够准确识别特定的语音指令并执行相应的操作。5、设计一个基于运放的指数放大器电路,能够实现输入信号的指数放大,放大倍数可调,输入信号频率范围为0-100Hz。6、设计一个基于模拟开关和运放的音频混音系统,实现多个音频信号的混合输出。7、插入排序也是一种常见的排序算法。以下关于插入排序的叙述,不正确的是:()A.插入排序将待排序的元素插入到已排序的部分中合适的位置B.插入排序在平均情况下的时间复杂度为O(n^2)C.插入排序是一种不稳定的排序算法D.插入排序对于小规模数据的排序效果较好8、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。9、设计一个无线通信衰落信道的模拟模型,能够产生不同类型的衰落信号,用于系统性能测试。10、想象一个网络数据包的缓存系统,数据包按照到达的先后顺序存储,并且当缓存满时需要删除最早到达的数据包。以下哪种数据结构适合实现这个缓存?()A.循环队列,能够实现先进先出,并且容易判断满和空的状态B.栈,后进先出,不符合数据包的处理顺序C.优先队列,根据优先级处理,不适合按到达顺序处理D.图,用于表示复杂的关系,不适合简单的数据包缓存11、设计一个光纤通信中的色散补偿模块,实现对色散的有效补偿,分析系统性能改善情况。12、设计一个基于单片机的智能门锁系统,支持密码、指纹、刷卡等多种开锁方式,并具有报警功能。13、在处理大规模数据时,数据结构的性能尤为重要。以下关于数据结构性能优化的描述,不准确的是:()A.合理选择数据结构和算法可以显著提高程序的性能,例如在频繁插入和删除的场景中使用链表而不是数组B.调整数据结构的存储方式,如使用压缩存储可以减少存储空间,但可能会增加操作的时间复杂度C.利用缓存机制可以提高数据访问的速度,但需要考虑缓存的命中率和替换策略D.数据结构的性能优化只需要关注时间复杂度,空间复杂度可以忽略不计14、设计一个基于蓝牙低能耗(BLE)技术的智能手环通信系统,实现与手机的数据交互和健康监测功能。15、图的广度优先搜索使用队列来实现,在搜索过程中,以下哪个操作是关键的?()A.入队未访问的邻接顶点B.出队当前顶点C.标记已访问的顶点D.以上操作都很关键16、设计一个基于蓝牙5.3的智能音箱,能够实现语音交互、音乐播放、智能家居控制等功能,音质清晰,响应迅速。17、运用电子电路知识,设计一个具有过流保护和短路保护功能的直流电源电路。18、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19、在排序算法中,冒泡排序是一种简单的交换排序算法。以下关于冒泡排序的描述,错误的是()A.每一轮比较都能确定一个最大或最小的元素位置B.最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)C.最好情况下的时间复杂度为O(n)D.是一种稳定的排序算法20、设计一个用于太阳能路灯的控制器,能够根据光照强度自动控制路灯开关和亮度调节,给出电路原理和控制策略。二、简答题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)探讨在一个具有n个顶点的无向图中,如何进行图的最小顶点覆盖问题的求解。2、(本题5分)比较计数排序和快速排序在对不同特征数据的处理能力。3、(本题5分)详细阐述在一个具有n个顶点的无向图中,如何使用弗洛伊德算法求解所有顶点对之间的最短路径,分析其算法思想和时间复杂度。4、(本题5分)论述在贪心算法的错误应用案例中,分析导致结果不理想的原因和改进方法。5、(本题5分)数组的排序算法有哪些?分别阐述它们的时间复杂度和空间复杂度。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,在一个字符串中找出所有出现次数超过一半的字符。2、(本题5分)设计一个算法,在给定的无向图中使用深度优先搜索判断是否存在哈密顿回路,输出结果。3、(本题5分)给定一个整数数组,设计算法找出其中最长的递增子序列。4、(本题5分)设计一个程序,使用迪杰斯特拉算法求解给定有向图中某一顶点到其他顶点的最短路径,并输出路径和距离。5、(本题5分)设计一个程序,使用堆结构实现优先级队列,模拟医院的急诊病人排队系统。四、综合题(本大题共3个小题,共30分)1、(本题10分)某电商平台需要对用户的购买记录进行分析,以发现用户的购买偏好和趋势。购买记录存储在一个大型数据库中,设计一种合适的数据结构和算法,能够高效地统计每个用户购买不同商品的次数,并找出最受欢迎的商品类别和品牌。2、(本题10分)一个学校的实验室设备管理系统需要存储设备的信息,如设备编号、设备名称、设备类型、购买日期、使用状态等。系统要支持快速查找特定设备、按照购买日期对设备进行排序、新增设备、维修设备、报废设备。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。3、(本题10分)一个在线音乐平台的歌单管理系统需要对用户创建的歌单和歌曲信息进行管理。歌
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