山东理工大学《数据结构中俄》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1页，共3页山东理工大学《数据结构中俄》

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一、单选题（本大题共15个小题，每小题2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、设计一个基于模拟滤波器和放大器的音频前置放大与滤波系统，提升音频输入质量。2、在数据结构中，数组是一种常见的存储结构。关于数组的特点和应用，以下描述不正确的是（）A.数组的元素在内存中是连续存储的，便于随机访问B.数组的大小在定义后通常不能改变C.二维数组在内存中是按行优先或列优先的顺序存储的D.数组只能用于存储相同类型的数据，不能存储不同类型的数据3、设计一个数字音频处理中的音频均衡器参数自动调整系统，分析调整效果。4、假设在一个操作系统的内存管理中，需要动态地分配和回收内存块，并且避免内存碎片的产生。以下哪种数据结构和算法可以用于实现有效的内存管理？（）A.伙伴系统B.分页存储管理C.分段存储管理D.段页式存储管理5、设计一个5V转±12V的DC-DC电源转换电路，输出电流不小于0.5A，给出原理图和元件选型。6、考虑一个计算机网络中的路由表存储，其中包含目标网络地址和对应的下一跳信息。为了能够快速查找路由表以确定数据包的转发路径，以下哪种数据结构可能是最合适的？（）A.二叉树，按地址大小排序存储B.哈希表，通过地址计算索引C.链表，顺序存储路由信息D.Trie树（字典树），高效匹配网络地址7、冒泡排序是一种简单的排序算法。假设我们正在使用冒泡排序对数组进行排序。以下关于冒泡排序的描述，哪一项是不准确的？（）A.冒泡排序通过反复比较相邻元素并交换位置，将最大的元素逐步“浮”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)，但在最好情况下可以达到O(n)C.冒泡排序是一种稳定的排序算法，相同元素的相对顺序在排序后不会改变D.冒泡排序的性能优于其他所有排序算法，适用于各种规模的数据排序8、设计一个数字音频的多声道处理系统，如5.1声道或7.1声道，实现音频的空间定位和效果增强。9、设计一个基于DSP的数字滤波器，能够对音频信号进行低通滤波，截止频率为2kHz，给出算法实现和代码优化。10、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。11、队列也是一种特殊的线性表，其操作遵循先进先出的原则。对于队列的特点和应用，以下说法错误的是（）A.队列可以用于实现广度优先搜索算法B.循环队列可以解决顺序队列的假溢出问题C.队列在插入元素时总是在队尾进行，删除元素时总是在队头进行D.队列中的元素存储顺序和入队顺序一定相同12、设计一个数字电路中的可编程逻辑阵列（PLA）实现逻辑函数的方案，分析资源利用率。13、设计一个基于深度学习的数字图像分类系统，分析模型的准确性和泛化能力。14、设计一个基于ADC和微控制器的风速测量系统，能够测量0-30m/s的风速，精度达到0.1m/s。15、设计一个射频识别系统中的防碰撞算法实现方案，分析算法的效率和系统响应时间。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细论述在利用二叉搜索树进行范围查询时，如何实现查找给定范围内的节点，并给出具体的算法步骤和代码实现。2、（本题5分）论述如何使用分治法解决最大子数组和问题。3、（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。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线学习平台需要管理课程的章节和学生的学习进度，课程章节包括章节ID、章节名称、课程ID、内容，学习进度包括学生ID、章节ID、学习时间、完成状态。设计数据结构来存储这些数据，能够快速查询学生的学习进度、统计章节的完成率，并为学生推荐未学习的章节。2、（本题5分）某城市的公交卡充值管理系统需要存储充值记录，包括充值编号、卡号、充值金额、充值时间等。系统要实现快速查找特定卡号的充值记录、按照充值金额对记录进行排序、新增充值、删除错误充值记录。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化策略。3、（本题5分）某餐厅的菜单管理系统需要存储菜品信息，如菜品编号、菜品名称、菜品价格、菜品分类、销量等。系统要实现快速查找特定菜品、按照销量对菜品进行排序、新增菜品、修改菜品信息以及删除菜品。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化方法。4、（本题5分）某物流仓库需要对货物的存储位置和出入库记录进行管理。货物信息和位置以图的邻接矩阵形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查找某类货物的存储位置；（2）记录货物的出入库时间和数量；（3）当仓库布局调整时，更新货物的存储位置；（4）统计某种货物在一段时间内的出入库总量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）一个在线订餐系统需要处理餐厅的菜单信息、用户订单、配送地址和支付状态。设计合适的数据结构和算法，实现订单的快速处理和配送优化。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）使用双向链表和平衡二叉树的结合，设计