安徽工业大学《数据结构》2022-2023学年第一学期期末试卷

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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STM8的智能灌溉系统，能够根据土壤湿度自动控制灌溉设备，提供系统的硬件电路和软件控制逻辑。2、在一个具有n个元素的有序数组中，使用二分查找查找一个特定元素，若查找不成功，最多需要比较多少次？（）A.log2(n)B.log2(n)-1C.log2(n)+1D.n3、设计一个简单的直流稳压电源，输出电压为+5V、+12V和-12V，最大输出电流为1A，电压调整率小于1%，负载调整率小于5%。4、设计一个基于运算放大器的差分放大器电路，共模抑制比不小于80dB，用于放大差分信号并抑制共模干扰。5、快速排序是一种高效的排序算法，它采用分治的思想。在快速排序中，选择一个基准元素，将数组分为两部分，使得左边部分的元素都小于等于基准元素，右边部分的元素都大于等于基准元素。以下关于快速排序的描述，错误的是：（）A.快速排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)B.快速排序是一种稳定的排序算法C.快速排序的平均时间复杂度为O(nlogn)D.快速排序的空间复杂度为O(logn)6、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的音频均衡器，能够对不同频段的音频信号进行增益调整，改善音质。7、设计一个无线局域网（WLAN）的接入点（AP），实现多个用户的高速无线接入，配置安全机制。8、数据结构是计算机存储、组织数据的方式。在众多的数据结构中，线性表是一种基础的数据结构。线性表具有多种存储方式，如顺序存储和链式存储。顺序存储的线性表在插入和删除元素时，可能会面临较大的移动操作。假设一个顺序存储的线性表已经存储了大量元素，现在需要在中间位置插入一个新元素，以下关于这种操作的描述，正确的是：（）A.插入操作的时间复杂度为O(1)B.插入操作的时间复杂度为O(n)C.插入操作无需移动元素D.插入操作的时间复杂度与元素个数无关9、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。10、设计一个数字图像处理中的图像压缩算法，如JPEG，实现图像的高效压缩，比较压缩前后的图像质量。11、设计一个基于模拟开关的音频切换系统，实现多个音频输入源的选择切换和输出。12、设计一个基于触摸屏的人机交互界面，用于控制和显示一个电子设备的工作状态和参数。13、设计一个数字电路中的可编程逻辑阵列（PLA）实现逻辑函数的方案，分析资源利用率。14、设计一个音频均衡器参数自动调整与存储电路，能够根据输入音频信号自动调整均衡器参数，并将参数存储起来供下次使用。15、设计一个基于ADC和微控制器的光照强度测量系统，能够测量0-10000lux的光照强度，精度达到1lux。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个顶点的图中判断是否存在重边。2、（本题5分）深入解释在具有n个顶点和e条边的无向图中，如何使用弗洛伊德（Floyd）算法求解所有顶点对之间的最短路径，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）分析在数据结构中，如何利用树状数组实现高效的区间查询和更新操作。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某股票交易系统需要实时更新股票价格、成交量和买卖委托信息。设计数据结构和算法，能够快速处理交易指令，提供实时的行情数据和交易报表。2、（本题5分）某社交网络平台需要存储用户之间的好友关系，并能够快速地查询某个用户的好友列表、共同好友以及二度好友。请选择合适的数据结构，并设计相应的算法来实现这些功能。3、（本题5分）一个在线旅游攻略平台需要存储各地的旅游景点、美食推荐、住宿信息和用户评价。设计数据结构来方便用户查询和规划旅行路线。4、（本题5分）某旅游公司的旅游线路管理系统需要存储旅游线路的信息，如线路编号、线路名称、行程安排、价格、成团人数等。系统要能够快速查找特定线路、按照价格对线路进行排序、新增旅游线路、修改线路信息、删除冷门线路。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。5、（本题5分）某学校的图书馆管理系统需要记录大量的图书信息，包括图书编号、书名、作者、出版社、出版年份、馆藏数量、借阅状态等。请为该系统设计数据结构，能够快速查找特定图书、按作者或出版社分类查询、统计热门图书，并支持新书的入库和旧书的删除操作。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计