西华大学《数据结构与算法设计》2019-2020学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法设计》2019-2020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ADC的压力测量系统，测量范围为0-100MPa，精度为0.1MPa，通过串口将测量数据发送到上位机。2、设计一个基于Zigbee和蓝牙的融合通信系统，实现不同设备之间的无缝通信，描述系统的硬件架构和通信协议。3、设计一个数字通信中的码间干扰补偿电路，分析补偿效果和对系统性能的影响。4、设计一个基于DSP的数字滤波器，能够对音频信号进行低通滤波，截止频率为2kHz，给出算法实现和代码优化。5、设计一个基于光电传感器的自动化仓储货架系统，能够自动存取货物并进行库存管理。6、在图的存储中，邻接多重表常用于无向图的存储。以下关于邻接多重表的优点，描述错误的是（）A.便于删除和插入边B.节省存储空间C.便于判断两个顶点之间是否有边D.对有向图的存储效果更好7、设计一个基于单片机的水质监测系统，能够实时监测水中的溶解氧、pH值、电导率等参数，并通过GPRS模块将数据上传到服务器。8、设计一个具有USB接口的数字存储设备，能够实现数据的存储和读取，包括硬件接口设计和存储管理软件。9、在一个实时数据处理系统中，需要不断地接收新的数据，并在固定的时间间隔内计算数据的平均值、中位数和标准差等统计信息。为了高效地完成这些计算，以下哪种数据结构可能是最合适的？（）A.双端队列，存储最新的数据B.优先队列，快速获取最大和最小数据C.循环队列，实现数据的轮转存储D.有序数组，便于进行统计计算10、考虑一个搜索引擎的索引构建过程，需要对大量的网页内容进行分词、索引和存储，以便能够快速地根据用户的查询关键词返回相关的网页。以下哪种数据结构和算法常用于搜索引擎的索引构建和查询处理？（）A.倒排索引和分词算法B.正排索引和冒泡排序C.索引链表和选择排序D.索引数组和插入排序11、设计一个锁相环（PLL）频率合成器，输出特定频率的稳定信号，分析其相位噪声和锁定时间。12、设计一个基于蓝牙5.0技术的无线音频传输系统，实现高质量的音频数据传输，给出系统的性能测试结果。13、采用模拟电子技术设计一个差分放大器，用于抑制共模信号，放大差模信号。14、设计一个基于数字滤波器的信号降噪系统，能够有效去除输入信号中的噪声，提高信号质量。15、设计一个基于STM8的智能风扇控制系统，能够根据环境温度自动调节风扇转速，阐述系统组成和控制策略。16、利用模拟电路技术，设计一个用于舞台灯光控制的调光器，能够实现灯光的平滑调节和多种灯光效果。17、考虑到一个算法的时间复杂度分析，假设有一个数据结构操作，其平均时间复杂度为O(logn)，但在最坏情况下可能达到O(n)。在实际应用中，如果对操作的性能要求较高，以下哪种策略可能是合适的？（）A.接受最坏情况，不做额外优化B.尝试改进算法，降低最坏情况的时间复杂度C.增加硬件资源以应对最坏情况D.更换数据结构18、考虑到一个图的遍历问题，假设需要判断一个图是否存在环，并且找出所有的环。以下哪种数据结构和算法常用于解决这类问题？（）A.深度优先搜索结合栈B.广度优先搜索结合队列C.拓扑排序结合栈D.强连通分量算法结合并查集19、设计一个具有电源管理功能的集成电路，能够实现对不同电源轨的监控和控制，给出电路设计和功能验证。20、AVL树是一种平衡二叉搜索树。关于AVL树的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.AVL树通过旋转操作来保持树的平衡，左右子树的高度差不超过1B.在AVL树中进行插入和删除操作后，需要通过调整来恢复平衡，时间复杂度为O(logn)C.AVL树的查找效率在最坏情况下也能保证为O(logn)D.AVL树的空间复杂度比普通二叉搜索树高，不适合存储大量数据二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）深入分析在具有n个元素的链表中，如何删除指定位置的节点，并给出具体的算法步骤和代码实现。2、（本题5分）说明二叉树的遍历算法中，如何使用非递归方式实现前序遍历、中序遍历和后序遍历。3、（本题5分）论述如何利用深度优先搜索算法判断图是否为连通图，并给出相应的代码实现思路。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，对一个平衡二叉树进行左旋和右旋操作，并输出操作后的中序遍历序列。2、（本题5分）以链表为基础，设计一个股票交易记录管理系统，记录股票的买卖时间、价格和数量。3、（本题5分）设计一个算法，利用链表实现一个优先级队列，队列元素为任务，按照任务的紧急程度进行调度。4、（本题5分）设计一个算法，在一个有n个节点的完全二叉树中，根据节点编号查找其双亲节点和左右孩子节点的编号。5、（本题5分）设计一个数据结构和算法，模拟一个网约车平台的司机评分系统，能够根据乘客的评价计算司机的综合评分。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某学校的图书馆管理系统需要记录大量的图书信息，包括图书编号、书名、作者、出版社、出版年份、馆藏数量、借阅状态等。请为该系统设计数据结构，能够快速查找特定图书、按作者或出版社分类查询、统计热门图书，