喀什大学《数据结构W》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2页，共2页喀什大学

《数据结构W》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30个小题，每小题1分，共30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的数字通信收发系统，支持常见的通信协议，如UART、SPI等。2、设计一个温度控制系统扩展电路，能够增加温度控制的精度和稳定性，并且具有远程控制功能。3、设计一个简单的数字电视信号接收器，能够接收和解码数字电视信号，给出硬件设计和解码算法。4、利用数字电路技术，设计一个自动售货机的控制系统，实现商品选择、支付和出货功能。5、在一个在线游戏的玩家匹配系统中，需要根据玩家的技能水平将他们分组。以下哪种数据结构适合快速确定某个玩家应该属于哪个组？（）A.平衡二叉树B.哈希表C.堆D.图6、设计一个简单的无线数据传输系统，采用Zigbee技术，实现多个节点之间的通信，描述系统的硬件组成和软件流程。7、设计一个基于蓝牙技术的无线传感器网络节点，能够采集环境温度、湿度和光照等信息，并将数据发送到手机终端，说明节点的硬件设计和软件流程。8、设计一个基于数字信号处理的图像去噪系统，能够有效去除图像中的噪声，同时保持图像细节。9、设计一个使用硬件描述语言实现数字逻辑功能的模块，如状态机，进行功能仿真和综合。10、设计一个通信系统中的自适应编码调制（ACM）控制模块，实现根据信道条件动态调整编码和调制方式。11、设计一个基于ADC和DAC的模拟信号采集与回放系统，采样频率不低于100kHz，量化精度为12位。12、在排序算法中，冒泡排序是一种简单的排序方法。以下关于冒泡排序的描述，错误的是：（）A.冒泡排序通过不断比较相邻元素并交换位置来实现排序B.冒泡排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)C.冒泡排序是一种稳定的排序算法D.冒泡排序每次都能将最大的元素移动到数组的末尾13、设计一个基于音频运放的耳机均衡器，能够对不同频段的音频进行独立的增益调节。14、设计一个基于FPGA的图像旋转系统，能够对图像进行任意角度的旋转。15、在数组实现的顺序队列中，front指针指向队头元素，rear指针指向队尾元素的下一个位置。假设队列的最大容量为10，初始时front=rear=0。进行了5次入队操作和3次出队操作后，队列中的元素个数是多少？（）A.2B.3C.5D.816、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。17、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18、设计一个基于DSP的音频降噪系统，能够有效降低背景噪声，给出算法原理和代码实现。19、考虑队列这种数据结构，它遵循先进先出的原则。假设一个银行需要管理客户的排队等待服务，每个客户按照到达的顺序接受服务。为了有效地组织和管理客户的等待过程，以下关于队列的操作，哪个是最关键的（）A.随机删除队列中的元素B.在队列中间插入新的客户C.读取队列头部的客户信息D.对队列中的元素进行排序20、利用传感器设计一个自动照明控制系统，根据环境光线强度自动控制灯光的开启和关闭，并可以调节灯光亮度。21、在一个网络数据包的处理系统中，需要按照到达的时间顺序存储和处理数据包。以下哪种数据结构最适合？（）A.队列B.栈C.二叉搜索树D.哈希表22、设计一个简单的触摸显示屏控制系统，能够实现触摸操作的响应和显示内容的更新，阐述硬件电路和软件驱动的实现方法。23、根据数字信号处理知识，设计一个数字音乐合成器，能够生成各种乐器的声音和音乐旋律。24、设计一个集成电路制造中光刻胶的选择和涂覆工艺优化方案，提高光刻质量。25、在数据结构的选择中，需要考虑时间复杂度、空间复杂度和操作的便捷性等因素。以下情况中，优先选择数组而不是链表的是（）A.频繁进行插入和删除操作B.事先不知道数据的规模大小C.需要快速随机访问元素D.内存空间有限26、在一个图像处理软件中，需要对图像的像素数据进行操作，如快速找到相邻像素的最大值、最小值等，并能够高效地进行区域填充。对于这样的图像数据处理需求，以下哪种数据结构可能是最有用的？（）A.二维数组，直接对应图像的像素矩阵B.二叉树，对像素值进行排序和查找C.图，表示像素之间的关系D.哈希表，快速定位特定像素的信息27、考虑到一个图的遍历问题，假设需要判断一个图是否存在环，并且找出所有的环。以下哪种数据结构和算法常用于解决这类问题？（）A.深度优先搜索结合栈B.广度优先搜索结合队列C.拓扑排序结合栈D.强连通分量算法结合并查集28、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。29、设计一个太阳能充电控制器，能够对太阳能电池板的输出进行控制和管理，实现对蓄电池的有效充电，包括电路设计和控制策略。30、设计一个基于ZigBee技术的智能电表抄表系统，实现远程自动抄表和数据统计分析。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某公司的库存管理系统需要记录原材料、半成品和成品的库存数量、成本和存放位置等信息。设计一种数据结构来存储这些信息，实现库存的入库、出库、盘点和成本核算操作，并能够根据销售预测和生产计划进行库存预警和补货建议。2、（本题5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、结束活动。请确定恰当的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，以及性能优化策略。3、（本题5分）某电商平台的商品推荐系统需要根据用户的浏览和购买历史为用户推荐商品。系统需要存储用户的行为数据，包括用户编号、商品编号、浏览时间、购买时间等。请设计合适的数据结构和算法，能够快速分析用户行为，为用户生成个性化的商品推荐，并给出代码实现和性能评估。4、（本题5分）某旅游景点的门票预订系统需要管理预订信息，包括预订编号、游客姓名、身份证号、预订日期、门票类型、数量等。系统要支持快速查找特定预订、按照预订日期对预订进行排序、新增预订、取消预订以及修改预订的门票数量。请设计适用的数据结构和算法，给出代码实现，并分析其时间和空间性能。5、（本题5分）某公司的会议安排管理系统需要存储会议的信息，如会议编号、会议主题、会议时间、参会人员、会议室编号等。系统要能够快速查找特定会议、按照会议时间对会议进行排序、新增会议安排、修改会议信息、取消会议。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现和性能分析。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述二叉排序树的定义和性质，说明如何在二叉排序树中进行插入、删除操作以及查找操作的过程。2、（本题5分）论述如何使用回溯法解决数独问题，给出算法的核心思想和步骤。3、（本题5分）阐述后缀树的空间优化方法和实际应用中的考虑因素。4、（本题5分）详细阐述在图的深度优先遍历算法中，如何使用递归和非递归的方式实现，以及如何避免重复访问节点。5、（本题5分）深入解释在具有n