浙江万里学院《数据结构与算法》2021-2022学年第一学期期末试卷

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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批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、设计一个数字频率合成器电路，能够产生不同频率的正弦波、方波和三角波，频率范围为1Hz到10MHz。2、字符串的模式匹配中，BM算法通过从右向左比较来提高效率。假设主串为"ABCDEFGHIJK"，模式串为"EF"，使用BM算法进行匹配，以下关于匹配过程的描述，哪个是正确的？（）A.从主串的第一个字符开始比较B.从主串的最后一个字符开始比较C.随机选择主串中的位置开始比较D.以上都不对3、设计一个用于光伏逆变器的控制系统，实现最大功率点跟踪和电能质量控制，给出系统架构和控制策略。4、设计一个基于PLC的污水处理控制系统，实现对污水处理过程中的液位、流量、水质等参数的监测和控制。5、设计一个简单的工业自动化控制系统，实现对生产线上设备的运行控制和状态监测，阐述系统的架构和控制策略。6、利用射频电路设计一个卫星通信接收前端，包括低噪声放大器、下变频器等部分，给出性能指标和实现方案。7、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的语音信号处理系统，能够实现语音降噪、回声消除等功能。8、利用模拟电路技术，设计一个用于音频设备的音频均衡器，可调节不同频段的音频增益。9、使用集成电路设计一个音频功率放大器，要求输出功率达到一定值，同时具有良好的音质和低噪声。10、设计一个半导体发光二极管（LED）驱动电路，使其能够稳定发光，具有亮度调节功能，并分析其效率和可靠性。11、设一棵完全二叉树共有700个节点，则在该二叉树中有多少个叶子节点？（）A.350B.349C.351D.无法确定12、设计一个基于Wi-FiDirect的点对点无线通信系统，实现高速数据传输，描述系统的硬件组成和通信协议。13、基于通信协议栈设计一个网络通信模块，支持多种网络协议，实现数据的收发和处理。14、设计一个数字通信系统中的同步电路，包括位同步、帧同步和网同步模块，测试其同步性能。15、设计一个简单的数字信号调制解调系统，能够实现ASK、FSK、PSK等调制方式，给出系统的硬件电路和软件实现。16、利用数字电路技术，设计一个超市自动收银系统，能够自动识别商品条码、计算价格和找零。17、设计一个数字频率计，采用等精度测量法，测量范围为10Hz至100MHz，给出系统方案和误差分析。18、设计一个基于STM32的智能车载系统，能够实现导航、多媒体播放和车辆状态监测等功能，描述系统的硬件架构和软件实现。19、在数据结构的选择中，需要根据具体的应用场景和性能要求进行决策。假设我们要设计一个数据存储方案。以下关于数据结构选择的描述，哪一项是不准确的？（）A.如果需要频繁进行插入和删除操作，且对查找效率要求不高，可以选择链表B.如果数据量较大且需要高效的查找和排序，二叉搜索树是一个较好的选择C.对于需要支持范围查询的数据，B+树通常比二叉搜索树更合适D.无论什么情况，选择数据结构时只考虑操作的时间复杂度，不需要考虑空间复杂度20、在数据结构的操作中，可能会出现时间和空间的权衡。以下关于时间和空间权衡的描述，不准确的是：（）A.有时候为了提高操作的时间效率，可能需要牺牲一些存储空间，例如使用缓存来加速数据访问B.某些数据结构在节省空间的同时，可能会导致操作的时间复杂度增加，例如压缩存储的数组C.在任何情况下，都应该优先考虑时间效率，而忽略空间的消耗，因为时间往往比空间更宝贵D.时间和空间的权衡需要根据具体的应用场景和需求来决定，没有绝对的最优策略21、设计一个数字信号处理器（DSP）视频处理电路，能够实现视频的压缩、解码等处理功能。22、设计一个太阳能充电器电路，能够将太阳能转换为电能，为手机、平板电脑等设备充电，输出电压为5V。23、考虑到一个文件系统的目录结构管理，需要快速查找、插入和删除文件和文件夹，并能够方便地遍历整个目录层次。以下哪种数据结构适合用于实现文件系统的目录结构？（）A.三叉树B.四叉树C.N叉树D.线段树24、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。25、假设正在开发一个股票交易系统，需要实时记录每只股票的价格变化，并能够快速地找出价格涨幅最大和跌幅最大的股票。同时，要支持对股票价格的历史数据进行分析。以下哪种数据结构和算法的搭配最适合这个系统？（）A.最大堆和最小堆，分别存储涨幅和跌幅最大的股票信息B.红黑树和中序遍历，获取股票价格的排序C.跳表和插入排序，更新股票价格数据D.线段树和归并排序，分析股票价格历史数据二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释递归算法的概念和特点，分析其在数据结构中的应用（如二叉树的遍历），并讨论递归算法的优缺点。2、（本题5分）详细说明如何在一个图中进行广度优先搜索的并行实现，给出算法步骤和实现代码，并分析其性能优势。3、（本题5分）解释什么是哈夫曼编码，并说明其在数据压缩中的作用和优势。4、（本题5分）解释二叉搜索树的概念和特点，分析其查找、插入和删除操作的时间复杂度，并讨论如何保持其平衡性。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，使用后缀数组处理字符串的最长公共前缀问题，输出最长公共前缀。2、（本题5分）利用图数据结构设计一个旅游景点路线推荐系统，根据用户的偏好和景点距离提供最佳游览路线。3、（本题5分）设计一个程序，在给定带权有向图中计算源点到所有顶点的最长路径长度，输出长度。4、（本题5分）利用队列结构设计一个医院挂号排队系统，模拟患者的挂号和就诊顺序。5、（本题5分）设计一个程序，使用二叉树结构存储股票的代码和价格，实现按照价格进行范围查找。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某在线考试系统需要记录考生的考试信息，包括考生ID、考试科目、考试时间、答题情况、成绩等。请设计合适的数据结构来存储这些考试数据，实现快速查询考生成绩、按科目统计平均分、分析答题情况，并支持新考试的安排和旧考试数据的归档。2、（本题10分）一个物流配送系统需要管理订单信息，订单包括订单编号、收件人姓名、收件地址、货物重量、配送状态等。系统要能够快速查找特定订单、按照货物重量对订单进行排序、插入新订单、删除已完成订单以及修改订单