玉林师范学院《数据结构与算法》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法》2021-2022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、设计一个数字图像处理中的图像融合算法，如基于小波变换的图像融合，比较融合前后的图像质量。2、设计一个低功耗集成电路系统，从电路结构、电源管理等方面考虑降低功耗，分析功耗优化效果。3、在哈希表中，装填因子是一个重要的概念，以下关于装填因子的描述，正确的是：（）A.装填因子是哈希表中已存储元素的数量与表的容量之比B.装填因子越大，哈希冲突的概率越小，查找效率越高C.装填因子对哈希表的性能没有影响，可以忽略不计D.为了提高哈希表的性能，装填因子应该尽量设置得小一些4、设计一个用于无人机的飞控系统，能够实现姿态稳定、航线规划和自主导航，给出传感器选型和控制算法。5、设计一个数字音频处理系统，能够实现音频的采集、编码、存储和播放，具备一定的音频特效处理功能。6、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。7、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时监测环境温度，并通过控制加热或制冷设备将温度稳定在设定值的±1℃范围内。8、设计一个基于锁相环（PLL）的频率合成器，输出频率范围为100kHz至1GHz，频率分辨率小于1kHz，给出电路结构和参数计算过程。9、当处理一个需要支持按照多个关键字进行排序的数据集合时，以下哪种数据结构和算法的组合可以有效地实现？（）A.多个二叉搜索树B.多维数组和冒泡排序C.优先级队列和插入排序D.排序链表和归并排序10、运用电子电路知识，设计一个用于风力发电的变流器控制系统，实现电能的转换和稳定输出。11、设计一个简单的无线通信系统，采用合适的调制解调方式，实现短距离的数据传输，包括发射端和接收端的电路设计以及通信协议的制定。12、设计一个具有自动切换功能的电源系统，能够在市电和备用电源之间自动切换，保证设备的正常供电，包括电路设计和控制逻辑。13、设计一个简单的程控交换机，实现若干用户之间的通话连接和切换，考虑通话质量和资源分配等问题。14、设计一个简单的无线充电系统，输出功率为5W，充电效率不低于70%，能够为手机等设备进行无线充电。15、设计一个基于PLC的自动化生产线控制系统，能够实现对生产线上多个设备的顺序控制、逻辑控制和故障报警功能。16、设计一个音频放大器，要求具有一定的增益、低失真和宽频带，给出放大器的电路设计、参数计算以及性能测试方案。17、在图的遍历算法中，深度优先搜索和广度优先搜索是两种基本方法。以下关于这两种算法的描述中，不正确的是（）A.深度优先搜索使用栈来实现，广度优先搜索使用队列来实现B.深度优先搜索可能会陷入死循环，广度优先搜索不会C.对于同一个图，深度优先搜索和广度优先搜索得到的遍历结果一定相同D.这两种算法都可以用于求解图的连通性问题18、设计一个基于STM32的无人机飞行控制系统，实现姿态稳定、高度控制和航线规划，给出系统组成和控制算法。19、假设正在实现一个缓存系统，需要存储最近访问过的数据，当缓存满时删除最久未使用的数据。以下哪种数据结构和策略可以用于实现这个缓存？（）A.队列，先进先出删除数据B.栈，后进先出删除数据C.链表结合LRU（最近最少使用）策略D.数组，随机删除数据20、堆是一种特殊的树形数据结构，常用于实现优先队列。以下关于堆的描述，错误的是：（）A.大顶堆中每个节点的值都大于或等于其子节点的值，小顶堆则相反B.可以用数组来实现堆，通过计算索引可以方便地进行堆的操作C.堆排序利用堆的特性，将数组构建成堆，然后依次取出堆顶元素得到排序结果D.堆的插入和删除操作的时间复杂度都为O(logn)，且堆的空间复杂度总是高于其他线性数据结构二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述如何在一个具有n个顶点的图中，使用邻接表存储结构获取顶点的度，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）详细论述在堆排序算法中，如何进行建堆操作和排序过程，以及堆排序的性能特点。3、（本题5分）深入分析在一个具有n个元素的链表中，如何实现链表的排序操作，如使用归并排序算法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个图书馆的读者逾期未还图书提醒系统，及时提醒读者归还图书。2、（本题5分）设计一个算法，在一个有向图中找出所有以指定顶点为终点的路径。3、（本题5分）实现一个算法，计算一个图的哈密顿回路数量。4、（本题5分）设计一个算法，在一个二叉树中找出第k层的所有节点。5、（本题5分）以图数据结构为基础，设计一个城市交通路线规划系统，能够找到两个地点之间的最短路径。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一家超市的库存管理系统需要记录商品的库存信息，包括商品编码、商品名称、库存数量、进货价格、销售价格等。请设计数据结构来存储库存数据，实现商品的快速盘点、库存预警、进货和销售操作，并统计商品的利润。2、（本题10分）一个大型企业的人力资源管理系统需要对员工的绩效评估和培训记录进行管理。员工信息包括员工编号、姓名、绩效评估、培