西安交通大学《数据结构与算法》2020-2021学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页西安交通大学

《数据结构与算法》2020-2021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一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30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、设计一个基于热电偶的温度测量系统，能够测量较高温度范围，并对测量结果进行冷端补偿和线性化处理。2、设计一个基于ZigBee技术的智能农业环境监测系统，能够实时监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数。3、设计一个数字时钟收音机电路，能够显示时间、接收广播信号并播放音频，具有闹钟和定时关机功能。4、设计一个红外遥控系统，能够通过遥控器对设备进行开、关、音量调节等操作，遥控距离不小于5米。5、设计一个基于数字信号处理的音频降噪耳机系统，有效降低环境噪声对音频的干扰。6、设计一个基于CPLD的数字逻辑电路，实现一个8位加法器和8位乘法器，给出硬件描述语言代码和时序仿真结果。7、假设要对一个包含1000个元素的数组进行排序，以下哪种排序算法在平均情况下性能较好？（）A.冒泡排序B.选择排序C.插入排序D.快速排序8、设计一个基于ADC和微控制器的温度采集与报警系统，当温度超过设定阈值时发出声光报警信号。9、设计一个无线通信中的毫米波通信系统，考虑波束成形和信道估计等关键技术。10、设计一个基于D/A转换器的方波信号发生器电路，输出频率范围为100Hz-10kHz，占空比可调。11、插入排序也是一种简单的排序算法，它将未排序的元素逐个插入到已排序的部分中。在平均情况下，插入排序的时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)12、二叉搜索树在数据查找和排序中有广泛应用。假设我们正在维护一个二叉搜索树。以下关于二叉搜索树的描述，哪一项是不准确的？（）A.插入操作时，通过比较节点值找到合适的位置插入新节点，保持二叉搜索树的性质B.查找操作的时间复杂度在平均情况下为O(logn)，但在最坏情况下可能退化为O(n)C.删除操作相对复杂，需要根据被删除节点的子节点情况进行不同的处理D.只要按照一定的顺序插入节点，二叉搜索树就一定是平衡的，不需要进行平衡调整13、在一个分布式系统中，需要对各个节点的数据进行同步和合并。以下哪种数据结构适合用于表示和处理这种分布式的数据？（）A.树B.图C.链表D.数组14、设计一个通信系统中的多输入多输出（MIMO）传输方案，分析系统容量和误码率性能。15、设计一个基于PLC的风机控制系统，能够根据环境温度和压力自动调节风机的转速，实现节能运行。16、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。以下关于栈在表达式求值中的应用，说法不正确的是（）A.可以将中缀表达式转换为后缀表达式，然后利用栈进行求值B.栈可以保存操作数和运算符，按照运算规则进行计算C.对于复杂的表达式，栈的使用可以简化求值过程D.栈在表达式求值中只能用于中缀表达式，不能用于后缀表达式17、设计一个数字频率计，能够测量输入信号的频率，精度达到一定要求，给出硬件电路设计和软件算法流程。18、采用模拟电子技术设计一个宽带放大器，能够在较宽的频率范围内实现信号放大。19、设计一个基于蓝牙5.0的音频传输系统，能够实现高质量的无线音频传输，传输距离不小于20米，支持双声道。20、根据通信原理，设计一个数字电视广播发射系统，能够将视频和音频信号进行调制并发射出去。21、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。22、设计一个模拟信号数字化系统的性能评估方案，包括量化误差、信噪比等指标的测量和分析。23、设计一个基于光电传感器的自动化立体车库车辆检测与引导系统，提高车库的空间利用率和停车效率。24、设计一个具有温度补偿功能的压力传感器测量电路，提高测量精度，给出电路设计和温度补偿算法。25、设计一个高速数据采集卡，采样率达到200MSa/s，分辨率为14位，输入范围为±10V，说明硬件选型和驱动开发。26、设计一个音频滤波器参数优化电路，能够根据输入音频信号的特点自动优化滤波器的参数，提高音频质量。27、考虑哈希冲突的解决方法，开放定址法和链地址法是常见的策略。假设一个哈希表的负载较高，容易发生冲突。以下哪种方法在这种情况下可能表现更好（）A.开放定址法B.链地址法C.两种方法效果相同D.无法确定28、已知一个完全二叉树的节点总数为n，若其深度为h（根节点所在层为1），则以下关于h的表达式正确的是？（）A.log2(n)B.log2(n)+1C.floor(log2(n))D.floor(log2(n))+129、设计一个基于ZigBee技术的智能仓储管理系统，能够实现货物的入库、出库、库存盘点等功能。30、使用单片机设计一个智能烟雾报警器，能够灵敏检测烟雾并及时发出警报。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某城市的停车场管理系统需要记录车辆的入场时间、出场时间、车牌号和停车位置等信息。请设计合适的数据结构来存储这些信息，实现车辆的入场登记、出场结算、车位查询和停车费用计算，并能够优化车位分配以提高停车场的利用率。2、（本题5分）某电商平台的优惠券发放系统需要对优惠券的类型、面额、使用条件和发放记录进行管理。优惠券信息包括优惠券编号、类型、面额、使用条件、发放记录等。考虑使用十字链表来存储这些信息。请设计算法实现以下功能：（1）查询某种类型优惠券的剩余数量；（2）为用户发放优惠券并记录；（3）用户使用优惠券时进行核销；（4）统计不同面额优惠券的发放比例。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）某高校的课程管理系统需要对课程的选课信息进行处理。选课信息包括课程编号、课程名称、授课教师、选课学生名单等。这些信息以队列和栈的组合形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按照选课先后顺序输出选课学生名单；（2）撤销某个学生的选课；（3）统计每门课程的选课人数；（4）调整选课顺序，将优先选课的学生排在前面。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）某旅游公司的旅游线路管理系统需要存储旅游线路的信息，如线路编号、线路名称、行程安排、价格、成团人数等。系统要能够快速查找特定线路、按照价格对线路进行排序、新增旅游线路、修改线路信息、删除冷门线路。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。5、（本题5分）某在线考试的监考系统需要实时监控考生的答题状态、行为异常和交卷时间。设计合适的数据结构和算法，保障考试的公平公正和顺利进行。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释线段树在处理区间相交问题时的思路和算法。2、（本题5分）论述如何使用计数排序对特定条件下的数组进行排序，给出算法步骤和时间复杂度分析。3、（本题5分）详细阐述如何在一个图中使用深度优先搜索计算顶点的连通度。4、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如逆波兰表