浙江中医药大学《数据结构及应用算法》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构及应用算法》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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电表远程抄表系统，能够通过电力线载波通信将电表数据传输到集中器，实现远程抄表功能。2、设计一个基于形态学处理的图像边缘检测系统，分析处理效果和算法复杂度。3、设计一个数字音频处理系统，能够实现音频的采集、编码、存储和播放，具备一定的音频特效处理功能。4、设计一个基于ARM处理器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调节，说明系统架构和通信协议。5、使用集成电路设计一个视频放大器，能够对输入的视频信号进行放大和处理，保证图像质量。6、根据传感器原理，设计一个用于工业自动化生产线的物体位置检测系统，能够准确检测物体的位置并反馈给控制系统。7、采用模拟电子技术设计一个低噪声放大器，用于接收微弱信号并进行放大，给出噪声系数和增益指标。8、设计一个基于ADC和DAC的模拟信号采集与回放系统，实现对模拟信号的采集、数字化处理和模拟回放功能。9、设计一个模拟集成电路中反馈放大器的稳定性补偿电路，分析补偿效果和对性能的影响。10、设计一个基于射频识别（RFID）技术的仓库管理系统，能够实现货物的自动识别、入库和出库管理。11、在图的遍历算法中，深度优先搜索和广度优先搜索是两种基本方法。以下关于这两种算法的描述中，不正确的是（）A.深度优先搜索使用栈来实现，广度优先搜索使用队列来实现B.深度优先搜索可能会陷入死循环，广度优先搜索不会C.对于同一个图，深度优先搜索和广度优先搜索得到的遍历结果一定相同D.这两种算法都可以用于求解图的连通性问题12、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。13、运用电子信息工程知识，设计一个智能电网的分布式能源管理系统，实现对太阳能、风能等分布式能源的有效整合和管理。14、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。15、设计一个高频振荡器电路，工作频率在50MHz以上，输出稳定的正弦波信号，给出电路结构和调试要点。16、设计一个数字电压表高精度测量电路，能够实现更高精度的直流电压测量，精度达到±0.01V。17、设计一个高通滤波器，采用有源滤波器设计，截止频率为5kHz，通带增益为1，阻带衰减大于40dB，给出电路参数和性能测试。18、设计一个基于FPGA的图像旋转系统，能够对输入图像进行90度、180度和270度旋转，说明算法和硬件实现。19、设计一个基于光电传感器的自动照明控制系统，能够根据环境光线强度自动调节灯光亮度，实现节能和舒适的照明效果。20、设计一个用于电动汽车的电池管理系统（BMS），能够监测电池电压、电流、温度等参数，实现均衡充电和过充过放保护，阐述系统架构和控制策略。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细说明在字符串的编码和解码中，如何处理不同的字符编码标准，如ASCII、UTF-8等。2、（本题5分）论述在堆排序的优化中，如何避免频繁的调整操作以提高性能。3、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如括号有效性检查、网页历史记录管理等，并说明其原理。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个二叉树的遍历程序，包括前序、中序和后序遍历，能够输入一棵二叉树的节点信息，输出相应的遍历结果。2、（本题5分）设计一个程序，使用快速排序算法对给定的数组进行排序，输出排序后的数组。3、（本题5分）设计并查集中的启发式合并策略，提高整体性能，进行对比实验。4、（本题5分）以链表为基础，设计一个图书馆图书分类管理系统，支持图书的分类和查询。5、（本题5分）设计一个程序，在给定的最小堆中找出第k大的元素，输出该元素。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10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。2