河南警察学院《数据结构与算法实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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FPGA的图像压缩编码系统，实现图像的高效压缩，给出硬件设计和编码效率分析。2、设计一个基于运放的求和放大器电路，能够实现多个输入信号的求和运算，增益可调。3、采用模拟电子技术设计一个直流电机调速系统，能够通过改变输入电压实现电机转速的调节，并保证系统的稳定性。4、在一个循环队列中，队头指针指向队头元素的前一个位置，队尾指针指向队尾元素。假设队列的最大容量为10，当前队头指针为5，队尾指针为8。此时，如果进行入队操作，新元素应该存储在哪个位置？（）A.9B.0C.8D.75、对于一个具有n个节点的二叉搜索树，其平均查找长度的期望值在什么量级？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)6、在有向图中，拓扑排序是一种重要的操作。拓扑排序用于将有向无环图中的顶点排成一个线性序列，使得对于图中的每条有向边(u,v)，顶点u在序列中都排在顶点v之前。以下关于拓扑排序的描述，错误的是：（）A.拓扑排序的结果可能不唯一B.有向有环图也可以进行拓扑排序C.可以使用深度优先搜索或广度优先搜索来实现拓扑排序D.拓扑排序常用于任务调度等问题7、设计一个具有温度补偿功能的压力传感器测量电路，提高测量精度，给出电路设计和温度补偿算法。8、设计一个基于CAN总线的分布式控制系统，实现多个节点之间的数据通信和协同控制，阐述总线协议和系统架构。9、设计一个基于蓝牙模块和手机应用的智能家居遥控器，实现对家居设备的远程控制。10、字符串是一种常见的数据类型，在字符串的操作中，模式匹配是重要的问题。关于朴素的模式匹配算法，以下描述错误的是（）A.时间复杂度较高B.从主串的第一个字符开始依次匹配C.每次匹配失败后，模式串需要回溯到起始位置D.是一种高效的模式匹配算法11、在树的遍历方式中，前序遍历、中序遍历和后序遍历是常见的三种方式。对于这三种遍历方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.前序遍历首先访问根节点，然后递归地遍历左子树和右子树B.中序遍历首先递归地遍历左子树，然后访问根节点，最后递归地遍历右子树C.后序遍历首先递归地遍历左子树和右子树，然后访问根节点D.对于同一棵树，无论采用哪种遍历方式，得到的节点序列都是相同的12、设计一个基于51单片机的电子时钟，具有时分秒显示、设置和闹钟功能，给出硬件电路和程序代码。13、设计一个基于Wi-Fi6的无线局域网（WLAN）系统，实现高速稳定的网络连接，给出系统组成和关键技术。14、设计一个音频放大器，采用T类放大方式，在4Ω负载下输出功率不小于50W，给出电路设计和电源管理。15、设计一个基于蓝牙的无线键盘，能够与计算机或移动设备进行无线连接，实现按键输入功能。16、设计一个数字温度计，采用热敏电阻传感器，能够测量0℃至100℃的温度范围，精度为0.1℃，说明硬件连接和信号处理。17、设计一个基于数字电位器的灯光亮度调节系统，能够实现灯光亮度的平滑调节和记忆功能。18、设计一个高通椭圆滤波器电路，截止频率为500Hz，通带波纹小于0.3dB，阻带衰减不小于50dB，输入信号频率范围为0-1kHz。19、设计一个基于蓝牙低功耗技术的智能血压计，能够准确测量血压，并将数据传输到手机APP进行分析和存储。20、设计一个基于PLC的电梯控制系统，实现电梯的上升、下降、停靠、开门、关门等逻辑控制和安全保护功能。21、在数据结构中，堆通常用于实现优先队列。假设需要构建一个最大堆，以下关于堆的调整操作，哪个是关键的步骤（）A.从根节点开始，比较每个节点与其子节点的值B.从叶子节点开始，向上调整节点的位置C.随机选择节点进行比较和调整D.不需要进行调整，初始构建就是正确的22、利用射频电路设计一个手机信号放大器，提高特定区域内的手机信号强度和质量。23、设计一个基于模拟滤波器和数字滤波器组合的信号滤波系统，有效滤除多种类型的噪声。24、设计一个基于STM8微控制器的智能温度传感器，能够通过I2C接口与上位机通信，给出硬件电路和驱动程序。25、设计一个基于单片机的电子秤系统，能够测量0-10kg的物体重量，精度达到1g。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）比较计数排序和快速排序在对不同特征数据的处理能力。2、（本题5分）在数据结构中，解释数组和链表在存储和操作上的优缺点，举例说明在什么情况下应该选择使用数组，什么情况下选择链表。3、（本题5分）说明二叉树的遍历在实际问题中的应用，如查找特定节点、判断二叉树的性质等。4、（本题5分）论述如何使用二分查找在一个旋转有序数组中查找目标值。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计算法检测图是否为二部图，通过实际案例说明其应用价值。2、（本题5分）设计一个单向链表，包含节点的创建、插入、删除和遍历功能，同时实现按值查找节点的操作。3、（本题5分）设计一个程序，计算给定带权有向图中源点到所有顶点的最短路径的平均长度，输出平均长度。4、（本题5分）设计一个红黑树数据结构，实现节点的插入、删除操作，并保持红黑树的性质。5、（本题5分）设计一个算法，在一个带权无向图中找出两个指定顶点之间的所有简单路径，并计算每条路径的权值和。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线教育平台的作业批改系统需要记录学生的作业提交情况、批改结果和教师评语。设计数据结构来方便教师查阅和统计学生的作业表现。2、（本题10分）一个在线心理咨询平台需要管理咨询师信息、咨询案例、用户问题和咨询记录等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持咨询师的注册和信息管理，咨询案例的分类和存储，用户问题的提交和咨询记录的保存，并能够保护用户隐私