泉州海洋职业学院《数据结构及应用算法》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页泉州海洋职业学院

《数据结构及应用算法》2023-2024学年第二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、设计一个音频均衡器的自动调节系统，能够根据输入音频信号自动调整均衡参数，给出系统设计和算法实现。2、设计一个基于STM32的无人机飞行控制系统，实现飞行姿态控制和导航功能，提供系统的硬件组成和控制算法。3、设计一个具有电源管理功能的集成电路，能够实现对不同电源轨的监控和控制，给出电路设计和功能验证。4、运用集成电路设计技术，设计一款低功耗的数字时钟芯片，具备时分秒显示、定时功能以及低电压工作模式。5、设计一个基于FPGA的高速数据存储系统，支持SATA或NVMe接口，给出硬件设计和性能测试。6、设计一个数字通信系统中前向纠错编码（FEC）的性能评估和优化方案，分析编码增益和复杂度。7、设计一个基于FPGA的图像压缩系统，能够对输入的图像进行有损压缩，压缩比不小于10:1。8、设计一个数字温度计液位计智能监测电路，能够自动监测温度和液位的变化，并给出预警提示。9、假设正在开发一个数据库的索引优化模块，需要根据数据的分布和访问模式选择合适的索引结构。如果数据的唯一性较高，以下哪种索引结构可能是最佳选择？（）A.B+树索引，适合范围查询B.哈希索引，快速定位唯一值C.位图索引，处理布尔值数据D.聚簇索引，按照数据物理存储排序10、设计一个基于数字信号处理的语音增强系统，能够在噪声环境下提高语音的清晰度和可懂度。11、设计一个无线传感器网络中的能量有效数据采集方案，分析节点能耗和数据准确性。12、在数据结构中，链表是一种常见的数据结构。以下关于链表的描述，哪一项是不准确的？（）A.链表由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针B.链表的插入和删除操作在特定位置时，时间复杂度为O(1)C.链表可以方便地进行动态内存分配，无需事先确定存储空间大小D.链表在查找特定元素时，时间复杂度总是优于顺序表13、树的存储方式有多种，如双亲表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法等。假设要快速找到一个节点的父节点，以下哪种存储方式可能最为合适？（）A.双亲表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式效果相同14、在一个算法中，需要快速找到一组数中的最大值和最小值。以下哪种数据结构和算法的组合能够以最少的比较次数完成这个任务？（）A.有序数组和遍历B.链表和遍历C.二叉搜索树和中序遍历D.堆和堆操作15、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。16、设计一个基于FPGA的UART通信模块，波特率可设置，数据位、停止位可配置，给出硬件实现和测试方案。17、设计一个数字电压表校准电路，能够对数字电压表进行校准，提高测量精度。18、设计一个基于传感器网络的智能温室控制系统，能够精确控制温室内的环境参数，提高作物产量。19、设计一个基于FPGA的图像压缩系统，实现JPEG压缩算法，给出硬件设计和资源占用情况。20、在一个长度为n的字符串中，使用朴素的模式匹配算法查找一个长度为m的子串，其最坏情况下的时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(m)C.O(nm)D.O(n+m)21、设计一个基于光电编码器的工业机器人关节位置检测系统，精度达到0.01°。22、假设正在设计一个网络爬虫程序，需要存储已经访问过的网页URL，并快速判断一个新的URL是否已经被访问过。由于需要处理大量的URL，内存使用效率也很重要。以下哪种数据结构最适合用于解决这个问题？（）A.集合，快速判断元素是否存在B.链表，顺序存储访问过的URLC.栈，按照访问顺序存储URLD.队列，先进先出地处理URL23、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。24、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。以下关于归并排序的叙述，错误的是：（）A.归并排序将待排序序列分成若干个子序列，然后将子序列合并成有序序列B.归并排序在最坏、平均和最好情况下的时间复杂度均为O(nlogn)C.归并排序是一种稳定的排序算法D.归并排序的空间复杂度较高25、根据数字信号处理知识，设计一个视频编码解码器，支持高清视频的压缩和解压缩。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述如何在一个字符串中查找最长不重复子串，给出算法思路和代码实现。2、（本题5分）在一个顺序表中，插入和删除操作在平均情况下的时间复杂度分别是多少？并解释为什么会是这样的复杂度。3、（本题5分）深入分析在一个具有n个元素的链表中，如何删除重复的节点。4、（本题5分）详细阐述B+树的范围查询操作的实现过程和优势。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）基于跳表和并查集的组合，设计一个程序，解决朋友圈的好友关系查询问题。2、（本题5分）利用图数据结构设计一个城市供暖管道规划系统，确保供暖效果和节能。3、（本题5分）设计一个程序，在给定的图中使用深度优先搜索计算顶点的连通度，输出连通度。4、（本题5分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个医院的病房消毒记录系统，确保病房消毒工作按时完成。5、（本题5分）利用队列结构设计一个学校图书馆还书系统，模拟还书的排队和处理过程。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某电商平台的用户行为分析系统需要存储用户的操作记录，如用户编号、操作类型（浏览、购买、收藏、评价）、操作时间、操作对象等。系统要能够快速分析用户的行为模式、按照操作频率对用户进行分类、新增用户操作记录、删除过期记录。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）一个超市的促销活动管理系统需要存储促销活动的信息，如活动编号、活动名称、活动时间、优惠方式、参与商品等。系统要支持快速查找特定促销活动、按照活动时间对活动进行排序、新增促销活动、修改活动规则