信阳师范大学《数据结构及算法（Python）》2022-2023学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页信阳师范大学

《数据结构及算法（Python）》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、设计一个基于LTC6804的电池组监测系统，能够同时监测多个串联电池的电压和温度，给出硬件电路和软件算法。2、设计一个基于模拟移相器和滤波器的相位补偿系统，改善系统的相位特性。3、设计一个音频放大器功率扩展电路，能够增加放大器的输出功率，满足更大功率的音频播放需求。4、设计一个通信系统中的软件定义无线电（SDR）平台，实现灵活的调制解调功能。5、在数据结构中，堆通常用于实现优先队列。假设需要构建一个最大堆，以下关于堆的调整操作，哪个是关键的步骤（）A.从根节点开始，比较每个节点与其子节点的值B.从叶子节点开始，向上调整节点的位置C.随机选择节点进行比较和调整D.不需要进行调整，初始构建就是正确的6、设计一个数字存储示波器触发电路，能够根据特定的信号条件触发示波器的采样，提高测量的准确性。7、设计一个直流电机调速系统，采用PWM控制方式，实现电机的平滑调速，包括电路设计和控制算法。8、设计一个液晶显示的背光源系统，能够提供均匀、稳定的光照，具有亮度调节和色彩控制功能。9、设计一个基于CPLD的逻辑控制电路，实现特定的逻辑功能，包括电路设计和功能仿真。10、在一个有向图中，若存在顶点v到顶点u的路径，同时也存在u到v的路径，则称该图具有？（）A.强连通性B.弱连通性C.单向连通性D.以上都不对11、利用数字逻辑电路设计一个交通流量统计系统，能够对道路上的车辆数量进行实时统计和分析。12、设计一个高速光纤通信系统，传输速率达到100Gbps，说明系统组成和关键器件选型。13、数据结构是计算机存储、组织数据的方式。在研究数据结构时，线性表是一种基础的数据结构。以下关于线性表的描述，错误的是（）A.线性表可以顺序存储，也可以链式存储B.顺序存储的线性表可以随机访问任意元素，时间复杂度为O(1)C.链式存储的线性表在插入和删除操作时，不需要移动大量元素，效率较高D.线性表的长度是固定的，不能动态变化14、设计一个通信系统中的卷积编码和解码电路，分析其纠错性能和对系统误码率的改善效果。15、在一个用邻接表表示的无向图中，要判断两个顶点之间是否存在边，时间复杂度为（）A.O(1)B.O(n)C.O(log₂n)D.取决于顶点的度数16、在一个有向图中，顶点表示城市，边表示城市之间的道路，边的权重表示道路的长度。如果要使用迪杰斯特拉算法找到从源顶点到其他所有顶点的最短路径，以下哪个步骤是算法的核心？（）A.每次选择距离源顶点最近的未访问顶点B.从源顶点开始依次访问所有顶点C.不断更新顶点的距离值D.随机选择一个顶点作为起始点17、设计一个数字移相器，能够实现0至360度的相移，精度为1度，给出电路结构和控制逻辑。18、运用集成电路设计方法，设计一款用于智能电表的专用集成电路芯片，实现电能计量和数据通信功能。19、设计一个基于数字图像处理技术的车牌识别系统，能够对输入的车辆图像进行车牌定位、字符分割和识别，阐述算法流程和实现方法。20、队列也是一种特殊的线性表，遵循先进先出的原则。在实际应用中，队列常用于（）A.操作系统的作业调度B.图的广度优先搜索算法C.缓存数据的管理D.以上都是二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明在一个具有n个顶点的有向图中，如何判断图中是否存在环，给出一种有效的算法并分析其时间复杂度。2、（本题5分）论述如何在二叉搜索树中进行插入、删除和查找操作，以及如何保持其平衡以提高性能。3、（本题5分）解释什么是树状数组数据结构，说明其特点和应用场景，并阐述如何进行区间求和和单点更新操作。4、（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。5、（本题5分）详细说明如何使用拓扑排序判断一个有向图是否存在环。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，使用链表实现对一组数据的插入、删除和遍历操作，用户可以动态地进行数据管理。2、（本题5分）设计一个程序，对给定的数组进行随机排序，输出排序后的数组。3、（本题5分）设计一个队列，采用循环队列的方式存储整数，实现入队、出队和获取队列长度的功能，用于模拟排队系统。4、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个学校的学生选课冲突检测系统，避免学生选课时间冲突。5、（本题5分）设计一个程序，在二叉堆中删除最大元素后，重新调整堆的结构，保持堆的性质。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个在线游戏中，玩家的角色信息需要被实时更新和存储。角色信息包括角色ID、角色名、等级、经验值、装备列表、技能列表等。设计一种数据结构来存储这些角色数据，以便能够快速查询角色的详细信息、按照等级进行排序、更新角色的经验值和装备，并处理多个玩家同时进行的操作。2、（本题10分）某公司的客户关系管理系统需要存储客户的基本信息、购买记录、投诉建议和跟进状态等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现客户信息的添加、删除、查找和修改，购买记录的分析，投诉建议的处理和跟进状态的更新，并能够对客户进行分类和价值评估。3、（本题10分）一个在线教学平台需要对学生的