西南交通大学《数据结构与算法》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法》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、设计一个带通滤波器电路，中心频率为1kHz，带宽为200Hz，通带波纹小于0.8dB，阻带衰减不小于40dB，输入信号频率范围为0-2kHz。2、对于一个需要频繁进行插入、删除和查找操作的数据集合，假设数据的规模较大且分布较为随机。以下哪种数据结构在平均情况下能够提供较好的性能？（）A.链表B.有序数组C.哈希表D.栈3、利用数字电路技术，设计一个智能电梯群控系统，优化多部电梯的运行调度，提高运输效率。4、设计一个模拟集成电路中反馈放大器的稳定性补偿电路，分析补偿效果和对性能的影响。5、设计一个可编程逻辑器件（PLD）实现的简单数字逻辑功能，如加法器、计数器等，进行功能验证和性能评估。6、设计一个基于传感器网络的地下停车场智能照明系统，根据车辆和人员活动自动控制灯光。7、设计一个基于FPGA的数字信号加密解密系统，采用对称或非对称加密算法。8、设计一个通信系统复用设备，能够实现时分复用、频分复用或波分复用功能，分析复用效率和资源利用率。9、设计一个基于FPGA的UART通信模块，波特率可设置，数据位、停止位可配置，给出硬件实现和测试方案。10、使用集成电路设计一个DAC转换器，给出转换分辨率和建立时间等性能指标，并进行电路设计和测试。11、设计一个简单的数字锁相放大器，能够从噪声中提取微弱信号，给出电路设计和性能指标。12、设计一个基于STM8的智能车库门控制系统，能够实现自动开关、遥控和防夹功能，阐述系统组成和控制策略。13、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。对于归并排序的描述，不正确的是（）A.归并排序将待排序序列不断分成两半，然后合并B.归并排序在最坏、最好和平均情况下的时间复杂度均为O(nlogn)C.归并排序需要额外的存储空间来辅助排序D.归并排序是一种不稳定的排序算法14、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15、基于通信编码技术设计一个纠错编码系统，能够对传输的数据进行编码和纠错，提高数据传输的可靠性。16、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。17、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。18、设计一个基于运算放大器的正弦波振荡器电路，输出频率为1kHz，幅度稳定。19、根据通信原理，设计一个无线局域网（WLAN）的接入点（AP）设备，实现多用户的高速无线接入。20、设计一个基于DSP的音频降噪系统，能够有效降低背景噪声，给出算法原理和代码实现。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述队列的特点和基本操作，以及如何使用循环队列解决假溢出问题，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）说明二叉树的遍历算法在二叉树的序列化和反序列化的优化问题中的应用。3、（本题5分）详细阐述如何使用基数排序对多位数进行排序，分析其性能优势和适用情况。4、（本题5分）在数据结构中，解释线索二叉树的概念和作用，说明如何构建线索二叉树，并举例说明其在遍历中的应用。5、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个顶点的无向图中找出所有的关节点。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，使用链表实现循环链表的遍历和操作，展示循环链表的特点。2、（本题5分）设计一个基于伸展树的存储结构来存储音乐文件信息，实现文件的添加、删除和按播放时长查询操作。3、（本题5分）设计一个数据结构，用于存储银行贷款客户的信息，包括客户姓名、贷款金额、还款期限等，支持贷款的审批和管理。4、（本题5分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个停车场的车辆类型信息，能够统计不同类型车辆的停放数量和时间。5、（本题5分）基于字典树和最小生成树算法，设计一个程序，为一个分布式系统中的节点建立最优通信链路。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线图书评论系统需要存储用户对图书的评论内容、评分和点赞数。设计数据结构来展示热门评论和最新评论，并支持评论的搜索和排序。2、（本题10分）某医院的药品库存管理系统需要对药品的种类、数量和有效期进行管理。药品信息包括药品编号、名称、数量、有效期等。这些信息以哈希桶的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某种药品的库存数量和有效期；（2）药品入库时添加信息；（3）药品过期时删除信息；（4）统计即将过期的药品数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题10分）一个超市的促销活动管理系统需要存储