上海外国语大学贤达经济人文学院《数据结构与数据库技术》2023-2024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2页，共2页上海外国语大学贤达经济人文学院《数据结构与数据库技术》

2023-2024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20个小题，每小题1分，共20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、设计一个基于单片机的智能家居控制系统，能够实现对灯光、窗帘、空调等设备的远程控制和智能场景切换功能。2、设计一个基于FPGA的数字频率合成器，能够产生高精度、高稳定度的频率信号，阐述硬件实现和性能优化。3、使用单片机设计一个汽车防盗报警系统，能够检测车辆的异常状态并发出警报，同时通过短信通知车主。4、设计一个数字信号传输中的同步恢复电路，能够从接收信号中准确恢复出同步信息，分析恢复的精度和稳定性。5、设计一个音频功率放大器保护电路，能够在功放出现故障时自动切断电源，保护扬声器和功放电路。6、设计一个基于STM32微控制器的电机调速系统，支持PWM调速和闭环控制，实现对直流电机或步进电机的精确调速，提供控制算法和程序框架。7、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。8、图是一种复杂的数据结构，用于表示物体之间的关系。在图的存储方式中，邻接矩阵和邻接表是常见的方法。以下关于这两种存储方式的叙述中，错误的是（）A.邻接矩阵的空间复杂度较高，适用于稠密图B.邻接表的空间复杂度较低，适用于稀疏图C.邻接矩阵可以方便地判断两个顶点之间是否存在边D.邻接表在查找所有邻接顶点时效率较高9、设计一个数字通信中均衡器训练和跟踪模式的切换策略，分析对系统性能的影响。10、在排序算法中，冒泡排序是一种简单的排序方法。关于冒泡排序的原理和特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.冒泡排序通过反复比较相邻的元素并交换位置，将最大的元素逐步“冒泡”到数组的末尾B.冒泡排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，在最好情况下的时间复杂度为O(n)C.冒泡排序是一种稳定的排序算法，即相同元素的相对顺序在排序前后保持不变D.冒泡排序的空间复杂度为O(n)，需要额外的辅助空间来完成排序11、设计一个基于FPGA的视频图像处理系统，能够实现图像缩放、旋转、灰度化等基本操作。12、设计一个音频均衡器电路，能够对输入的音频信号进行不同频段的增益调节，以改善音频质量。13、设计一个基于DSP的音频降噪系统，能够有效降低环境噪声，给出算法实现和效果评估。14、设计一个电子血压计无线传输电路，能够将血压计的测量数据通过无线方式传输到手机或电脑进行分析和处理。15、基于通信加密技术设计一个数据加密传输系统，保证数据在传输过程中的安全性和保密性。16、设计一个图像处理中的边缘检测算法，并在实际图像上进行测试和优化，分析算法的复杂度和准确性。17、设计一个光耦驱动电路，用于驱动大功率负载，给出电路参数和可靠性分析。18、设计一个基于光电编码器的电机位置测量系统，能够精确测量电机的转动角度和位置。19、设计一个简单的语音识别系统，能够识别特定的语音指令，并执行相应的操作，说明系统架构和算法实现。20、设计一个基于压力传感器和单片机的液位测量系统，实时监测容器内的液位高度。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述图的深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）算法的步骤和特点，并举例说明它们的应用。2、（本题5分）阐述队列的入队和出队操作的具体过程，以及在实际问题中的作用。3、（本题5分）详细说明字符串匹配的BF算法和KMP算法的基本思想，比较它们在不同情况下的性能优劣。4、（本题5分）详细论述在一个具有n个元素的循环链表中，如何实现插入、删除和查找操作，并分析其时间复杂度。5、（本题5分）解释如何在一个具有n个元素的无序数组中，使用插入排序算法进行排序，并分析其时间复杂度和空间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细设计B树删除操作中兄弟节点借调元素的过程，模拟实际场景测试。2、（本题5分）设计一个程序，使用栈实现逆波兰表达式的计算，输出计算结果。3、（本题5分）给定一个图，设计算法判断其是否为二部图。4、（本题5分）设计一个算法，利用平衡二叉树存储书籍的ISBN号和书名，实现快速查找和插入。5、（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。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线图书馆的书籍借阅系统需要对书籍的借阅情况和读者信息进行管理。书籍信息包括书籍编号、书名、作者、借阅状态等，读者信息包括读者编号、姓名、借阅记录等。这些信息以并查集的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）读者借阅书籍；（2）读者归还书籍；（3）查询某本书是否可借；（4）统计某读者的借阅次数。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题10分）一个在线视频会议系统需要管理参会人员、会议主题、会议时间、会议记录等信息。设计数据