商丘学院《数据结构与算法分析课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法分析课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷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、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的音频处理系统，能够实现音频滤波、降噪和均衡等功能，提供算法实现和代码优化思路。2、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范围内，要求精度为±1℃，并给出硬件电路设计和软件编程思路。3、设计一个数字示波器，带宽为100MHz，采样率为1GSa/s，具备基本的测量功能，如峰峰值、频率等，说明硬件架构和软件界面设计。4、字符串也是一种常见的数据结构。假设要比较两个字符串的大小，通常是按照字符的ASCII码值逐个比较。如果有两个字符串"apple"和"banana"，以下哪种比较方式是正确的？（）A.比较两个字符串的长度B.从第一个字符开始依次比较，直到出现不同的字符C.随机比较字符串中的字符D.比较字符串中出现频率最高的字符5、设计一个基于STM32单片机的心率监测系统，能够实时采集人体心率数据，并通过蓝牙将数据传输到手机APP进行显示和分析。6、设计一个基于数字温度传感器和无线传输模块的冷链物流温度监控系统，实时监测货物运输过程中的温度变化。7、假设要对一组整数进行排序，这些整数的范围较小（例如0到100），并且数据量较大。以下哪种排序算法在这种情况下可能表现最佳？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.计数排序8、设计一个基于数字信号处理的语音识别系统，能够对特定的语音指令进行识别和响应，分析其识别准确率和实时性。9、设计一个数字信号处理中IIR滤波器和FIR滤波器的性能比较方案，在相同条件下分析滤波效果和资源消耗。10、设计一个基于ZigBee技术的智能路灯控制系统，能够根据环境光照和时间自动调节路灯亮度。11、设计一个低通滤波器电路，截止频率为1kHz，通带波纹小于1dB，阻带衰减不小于40dB，输入信号频率范围为0-5kHz。12、设计一个带通滤波器电路，中心频率为1kHz，带宽为200Hz，通带波纹小于0.8dB，阻带衰减不小于40dB，输入信号频率范围为0-2kHz。13、利用射频电路设计一个无线射频识别（RFID）读写器，实现对标签的读取和写入操作。14、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15、假设在一个实时交通监控系统中，需要不断地接收车辆的位置信息，并快速判断某一区域内车辆的拥堵情况。为了有效地存储和处理这些实时数据，以下哪种数据结构可以提供快速的查询和更新操作？（）A.红黑树B.线段树C.B树D.图16、根据数字信号处理理论，设计一个视频压缩编码的硬件加速模块，提高视频处理速度。17、设计一个基于DSP的数字音频均衡器，能够实现多频段的音频均衡调节，给出系统的硬件架构和软件算法。18、设计一个基于NFC技术的近场通信系统，实现数据传输和支付功能，说明系统组成和安全机制。19、在数据结构的实际应用中，可能需要对不同的数据结构进行组合和改进。以下关于数据结构组合和改进的描述，不正确的是：（）A.可以将哈希表和链表结合起来，解决哈希冲突时采用链表存储冲突元素，提高空间利用率B.可以在二叉搜索树的基础上增加平衡机制，如AVL树或红黑树，提高查找和插入的效率C.对图进行优化时，可以使用邻接多重表来代替邻接表，以减少存储空间和提高操作效率D.数据结构的组合和改进是没有限制的，可以随意创造新的数据结构，而不需要考虑其合理性和实用性20、设计一个基于传感器的环境监测系统，能够同时监测温度、湿度、光照强度等环境参数，并通过无线方式传输数据。21、根据通信网络原理，设计一个校园无线网络覆盖方案，确保校园内各个区域都能稳定接入无线网络。22、设计一个基于模拟乘法器和运放的有效值测量电路，能够测量交流信号的有效值。23、设计一个音频功率放大器，要求在8Ω负载下输出功率不小于50W，总谐波失真小于0.5%，给出电路设计和调试方案。24、根据数字信号处理知识，设计一个音频均衡器的自动调整系统，根据音频内容自动优化频率响应。25、考虑一个网络数据包的处理系统，需要按照数据包到达的先后顺序进行处理，同时能够在任意时刻获取最早到达的数据包。以下哪种数据结构可以满足这种需求？（）A.优先队列，根据优先级处理数据包B.链表，顺序存储数据包C.栈，先进后出处理数据包D.环形队列，实现先进先出且循环利用空间二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述如何在一个有向图中计算每个节点的入度和出度，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）解释在一个具有n个顶点的图中，如何使用深度优先搜索找出所有的连通分量。3、（本题5分）详细说明在字符串的模式匹配优化中，如何利用后缀树或后缀数组提高效率。4、（本题5分）分析在字符串匹配中，Sunday算法的工作原理和特点。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，使用线段树解决区间更新和查询问题。2、（本题5分）设计一个程序，用二叉链表结构构建一棵二叉树，并实现前序、中序和后序遍历算法，输出遍历结果。3、（本题5分）设计一个程序，计算给定有向图中每个顶点的入度和出度的差，输出差值。4、（本题5分）设计一个程序，使用堆结构实现对一组任务按照难度和重要程度进行优先级排序。5、（本题5分）实现一个算法，计算一个图的哈密顿回路数量。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某机场的航班管理系统需要存储航班的信息，如航班编号、出发地、目的地、起飞时间、降落时间、航班状态等。系统要能够快速查找特定航班、按照起飞时间对航班进行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。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。2、（本题10分）某企业的员工绩效考核系统需要记录员工的工作任务、完成情况、绩效得分、考核评语等信息。设计数据结构来实现绩效考核的流程管理，支持考核数据的录入、统计和分析，能够为企业提供员工绩效的综