武汉设计工程学院《数据结构A》2022-2023学年第一学期期末试卷

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2022-2023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25个小题，每小题1分，共25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FPGA的数字通信收发系统，支持常见的通信协议，如UART、SPI等。2、在图的存储和遍历中，深度优先遍历和广度优先遍历可以用于判断图是否连通。以下关于连通性判断的叙述中，不正确的是（）A.如果从某个顶点出发能够遍历到图中的所有顶点，则图是连通的B.对于无向图，深度优先遍历和广度优先遍历的结果相同，都能判断连通性C.对于有向图，深度优先遍历和广度优先遍历的结果可能不同，需要综合判断连通性D.无论图的存储方式如何，深度优先遍历和广度优先遍历判断连通性的时间复杂度相同3、设计一个基于Arduino的智能温室控制系统，能够自动调节温室内的温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度，为植物生长提供最佳环境。4、设计一个基于DSP的语音合成系统，能够将文本转换为自然流畅的语音，提供算法实现和性能评估。5、设计一个数字移相器，能够实现0至180度的连续相移，相移精度为0.1度，给出电路结构和控制方法。6、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。7、设计一个LED调光电路，能够调节LED灯的亮度，调光范围为0%到100%，并且具有记忆功能。8、设计一个基于单片机的智能电表抄表系统，支持远程抄表和数据统计分析。9、设计一个音频放大器电路，能够放大输入的音频信号，输出功率在10W以上，并且具有音量调节功能。10、根据通信原理，设计一个卫星通信车载终端的收发系统，能够在移动中保持稳定的通信连接。11、哈夫曼树是一种特殊的带权路径长度最短的二叉树，在数据压缩等领域有重要应用。以下关于哈夫曼树的描述，不准确的是：（）A.哈夫曼树的构建过程基于贪心算法，每次选择权值最小的两个节点合并B.通过哈夫曼树可以为字符编码，实现数据的高效压缩C.哈夫曼树的带权路径长度是所有叶子节点的权值乘以路径长度之和D.不同的字符集和权值分布会得到相同的哈夫曼树结构12、设计一个基于ARM处理器的智能家居控制系统，能够实现对灯光、窗帘、空调等设备的远程控制和智能调节，说明系统架构和通信协议。13、设计一个基于数字信号处理的语音识别系统，能够对特定的语音指令进行识别和响应，分析其识别准确率和实时性。14、快速排序是一种高效的排序算法，它采用分治的思想。在快速排序中，选择一个基准元素，将数组分为两部分，使得左边部分的元素都小于等于基准元素，右边部分的元素都大于等于基准元素。以下关于快速排序的描述，错误的是：（）A.快速排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)B.快速排序是一种稳定的排序算法C.快速排序的平均时间复杂度为O(nlogn)D.快速排序的空间复杂度为O(logn)15、二叉搜索树是一种特殊的二叉树，具有特定的性质。对于二叉搜索树的特点和操作，以下说法错误的是（）A.左子树上所有节点的值均小于根节点的值B.右子树上所有节点的值均大于根节点的值C.插入和查找操作的平均时间复杂度为O(logn)D.二叉搜索树一定是完全二叉树16、设计一个基于FPGA的数字滤波器，能够对输入的数字信号进行滤波处理，如低通、高通、带通等，阐述硬件实现过程和仿真结果。17、设计一个基于超声波传感器的距离测量系统，能够测量物体与传感器之间的距离，并显示测量结果。18、设计一个音频均衡器电路，能够对不同频段的音频信号进行独立调节，给出电路结构和参数计算。19、设计一个基于CAN总线的汽车电子控制系统，实现对发动机、变速器、制动系统等部件的监测和控制。20、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时监测环境温度，并通过控制加热或制冷设备将温度稳定在设定值的±1℃范围内。21、设计一个数字电压表，测量范围为0至50V，精度为0.1V，采用ADC芯片实现，说明硬件电路和软件算法。22、设计一个数字电压表高精度测量电路，能够实现更高精度的直流电压测量，精度达到±0.01V。23、设计一个基于ADC的电压测量系统，测量范围为0-10V，精度为0.01V，通过数码管显示测量结果。24、设计一个基于蓝牙低功耗和Wi-Fi的双模通信模块，实现灵活的通信方式选择，描述模块的硬件组成和通信协议。25、设计一个基于蓝牙技术的无线传感器网络节点，能够采集环境温度、湿度和光照等信息，并将数据发送到手机终端，说明节点的硬件设计和软件流程。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述后缀树的空间优化方法和实际应用中的考虑因素。2、（本题5分）详细阐述如何在一个链表中删除所有值为给定值的节点。3、（本题5分）论述队列的先进先出特性，以及如何通过循环队列实现高效的存储和操作。4、（本题5分）解释二叉树的前序遍历、中序遍历和后序遍历的概念，分别给出三种遍历的算法步骤，并举例说明如何通过遍历结果还原二叉树。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，用邻接矩阵表示一个无向图，判断图中是否存在欧拉路径。2、（本题5分）设计一个哈夫曼编码系统，对给定的一段文本进行编码和解码，输出编码后的二进制字符串和解码后的文本。3、（本题5分）设计一个程序，在二叉搜索树中查找所有大于给定值的节点，输出节点值。4、（本题5分）设计一个程序，使用循环队列存储快递包裹的信息，实现包裹的分拣和派送管理。5、（本题5分）使用双向链表和队列的结合，设计一个程序，模拟实现超市收银台的排队结账系统。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某城市的公交系统需要对公交线路和站点进行管理。线路和站点信息以有向无环图的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查找从起点到终点经过最少站点的公交线路；（2）判断两条公交线路是否存在交叉站点；（3）新增一条公交线路时，如何更新整个公交网络；（4）计算每个站点的客流量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题10分）一家在线医疗平台需要管理患者的病历信息、诊断结果和治疗方案。病历信息包括患者ID、基本信息、症状描述，诊断结果包括诊断ID、患者ID、诊断结论，治疗方案包括方案ID、患者ID、治疗步骤。设计数据结构来存储这些医疗数据，实现患者信息的快速查询、诊断结果的对比分析、治疗方案的跟踪，并保障数据的安全性和隐私性。3、（本题10分）一个