玉林师范学院《数据结构》2022-2023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页玉林师范学院《数据结构》

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15个小题，每小题2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、设计一个基于霍尔效应的磁场测量仪，能够测量0-1T的磁场强度，精度达到0.01T。2、在图的算法中，最小生成树算法用于构建连通图的最小代价生成树，以下关于最小生成树算法的描述，正确的是：（）A.Prim算法和Kruskal算法都能得到图的最小生成树，但算法思想不同B.Prim算法从图中的任意一个节点开始构建生成树，Kruskal算法则从边的集合开始C.最小生成树的权值之和是唯一确定的，与算法的选择无关D.对于稠密图，Kruskal算法的效率高于Prim算法；对于稀疏图，Prim算法更优3、设计一个基于FPGA的图像边缘检测系统，能够对输入的灰度图像进行实时边缘检测，采用Sobel算子，给出硬件架构和Verilog代码实现。4、设计一个音频分频器电路，将音频信号分为高音、中音和低音，给出电路结构和元件参数计算。5、设计一个基于PLC的电梯控制系统，实现电梯的上升、下降、停靠、开门、关门等逻辑控制和安全保护功能。6、利用数字逻辑电路设计一个数字电压表，能够测量直流电压并以数字形式显示，给出测量精度和量程。7、设计一个基于数字信号处理的语音合成系统，能够将文本转换为自然流畅的语音。8、基于通信中的多天线技术设计一个MIMO通信系统，提高通信容量和可靠性。9、利用电力电子技术设计一个直流电机驱动器，实现电机的正反转、调速和制动控制。10、设计一个数字图像处理中的图像复原系统，针对特定退化模型进行复原，评估复原效果。11、并查集是一种用于处理集合合并和查询的数据结构。对于并查集的操作，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以快速判断两个元素是否属于同一个集合B.合并两个集合的操作时间复杂度为O(n)，其中n是集合中的元素数量C.通过路径压缩和按秩合并等优化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解决图的连通性问题和动态集合管理问题12、设计一个基于FPGA的图像增强系统，能够对图像进行对比度增强、亮度调整等操作。13、设计一个基于数字信号处理的语音加密与解密系统，保障语音通信的安全。14、设计一个太阳能路灯控制器智能管理电路，能够实现路灯的远程监控、故障诊断和节能控制等功能。15、设计一个基于蓝牙Mesh网络的智能家居控制系统，实现多个设备的协同控制，描述网络架构和控制策略。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述后缀树在生物信息学中的具体应用和相关技术。2、（本题5分）深入分析在具有n个顶点的图中，如何进行拓扑排序以确定任务的执行顺序，并说明其应用场景。3、（本题5分）论述在树的平衡调整算法中，如何分析旋转操作对树的高度和性能的影响。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线游戏的组队系统需要对玩家的组队信息进行管理。组队信息包括队伍编号、队员列表、队伍状态等。这些信息以稀疏矩阵的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个队伍的队员信息；（2）玩家加入或退出队伍时更新矩阵；（3）按照队伍人数对队伍进行排序；（4）统计空闲队伍的数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）某电商平台的物流配送路径规划系统需要存储配送地点和路径信息，包括地点编号、地点名称、经度、纬度、相邻地点等。系统要实现快速查找最短配送路径、按照距离对配送地点进行排序、新增配送地点、修改路径信息。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。3、（本题5分）某餐厅的菜单管理系统需要存储菜品信息，如菜品编号、菜品名称、菜品价格、菜品分类、销量等。系统要实现快速查找特定菜品、按照销量对菜品进行排序、新增菜品、修改菜品信息以及删除菜品。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化方法。4、（本题5分）某旅游预订平台需要管理酒店的房间信息、预订状态和价格。设计一种数据结构和算法，能够快速地查询可预订房间、处理预订操作，并根据预订情况动态调整价格。5、（本题5分）某社交平台需要存储用户的好友关系数据。每个用户有一个唯一的用户ID，好友关系是双向的。请设计数据结构来表示用户之间的好友关系，能够快速查询某个用户的好友列表、判断两个用户是否为好友、添加或删除好友关系，并计算用户的好友数量。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个算法