學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁云南中醫(yī)藥大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法Ⅱ》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、設(shè)計一個基于FPGA的圖像旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進行90度、180度和270度旋轉(zhuǎn)，說明算法和硬件實現(xiàn)。2、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個高精度電流源，提供穩(wěn)定的輸出電流，具有良好的負載調(diào)整率。3、設(shè)計一個基于運算放大器的音頻功率放大器，能夠驅(qū)動一定阻抗的揚聲器，輸出足夠的功率且具有較小的失真。4、基于通信編碼技術(shù)設(shè)計一個糾錯編碼系統(tǒng)，能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進行編碼和糾錯，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?、假設(shè)要設(shè)計一個程序來管理一個圖書館的書籍庫存系統(tǒng)，需要能夠快速查找、插入和刪除書籍信息?？紤]到書籍數(shù)量可能很大，并且操作頻繁，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.數(shù)組，存儲固定數(shù)量的元素，插入和刪除操作效率較低B.鏈表，動態(tài)存儲元素，插入和刪除操作方便，但查找效率相對較低C.棧，遵循后進先出原則，不適合頻繁的查找和刪除任意位置的元素D.隊列，先進先出，適用于排隊場景，不太適合此庫存管理需求6、若要在一個鏈表中刪除一個指定節(jié)點，以下哪個操作是必須先完成的？（）A.找到要刪除節(jié)點的前一個節(jié)點B.找到要刪除節(jié)點的后一個節(jié)點C.釋放要刪除節(jié)點所占用的存儲空間D.更新鏈表的頭指針7、設(shè)計一個基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進行邊緣檢測，并輸出邊緣圖像。8、設(shè)計一個基于霍爾效應(yīng)的磁場測量儀，能夠測量0-1T的磁場強度，精度達到0.01T。9、設(shè)計一個數(shù)字電視信號的傳輸系統(tǒng)，包括調(diào)制、編碼和發(fā)射模塊，滿足特定的傳輸標準和質(zhì)量要求。10、設(shè)計一個簡單的無線充電器，能夠為手機等設(shè)備進行無線充電，給出充電器的電路原理和設(shè)計參數(shù)。11、設(shè)計一個基于ARM的工業(yè)控制計算機，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和控制，描述計算機的硬件架構(gòu)和軟件系統(tǒng)。12、設(shè)計一個基于555定時器的脈沖發(fā)生器，產(chǎn)生頻率和占空比可調(diào)的方波脈沖信號，頻率范圍為1Hz-100kHz。13、設(shè)計一個用于工業(yè)自動化的編碼器接口電路，能夠接收增量式編碼器和絕對式編碼器的信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供控制器處理，給出電路設(shè)計和信號處理方法。14、設(shè)計一個簡單的觸摸顯示屏控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸操作的響應(yīng)和顯示內(nèi)容的更新，闡述硬件電路和軟件驅(qū)動的實現(xiàn)方法。15、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機科學(xué)中重要的研究領(lǐng)域，它對程序的性能和效率有著關(guān)鍵影響。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，錯誤的是：（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)以及對數(shù)據(jù)的操作C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只關(guān)注數(shù)據(jù)的存儲方式，不考慮數(shù)據(jù)的處理效率D.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提高程序的運行速度和節(jié)省存儲空間16、設(shè)計一個數(shù)字溫度計濕度計電路，能夠同時測量環(huán)境溫度和濕度，溫度精度為±0.1℃，濕度精度為±2%RH。17、設(shè)計一個用于新能源汽車電池管理的均衡電路，提高電池組的使用壽命和性能，給出電路原理和控制策略。18、在一個長度為n的順序表中，刪除第i個元素（1<=i<=n），需要移動的元素個數(shù)為（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-119、在一個社交網(wǎng)絡(luò)分析程序中，需要表示用戶之間的關(guān)注關(guān)系，并能夠快速地找出某個用戶的直接關(guān)注者和被關(guān)注者，以及計算用戶之間的最短路徑。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于構(gòu)建這樣的社交網(wǎng)絡(luò)模型？（）A.鄰接矩陣，直觀表示節(jié)點之間的連接關(guān)系B.鄰接表，節(jié)省存儲空間并支持快速遍歷C.十字鏈表，便于雙向操作和動態(tài)修改D.雙向鏈表，方便查找前后節(jié)點的關(guān)系20、設(shè)計一個基于單片機的水位控制系統(tǒng)，能夠自動控制水泵的啟停，保持水位在設(shè)定范圍內(nèi)。21、隊列也是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與棧有不同的特點。對于隊列的操作，以下說法正確的是：（）A.隊列的插入操作在隊尾進行，刪除操作在隊頭進行，遵循先進先出原則B.隊列的插入和刪除操作都可以在隊頭或隊尾進行，沒有固定限制C.隊列的元素存儲可以采用鏈式存儲結(jié)構(gòu)，也可以采用順序存儲結(jié)構(gòu)，但鏈式存儲結(jié)構(gòu)更優(yōu)D.隊列在進行插入操作時，可能會出現(xiàn)隊滿但仍有存儲空間未被使用的情況22、設(shè)計一個基于STM32的智能小車控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動避障、循跡和藍牙遙控功能，描述硬件選型和軟件編程思路。23、對于一個具有n個節(jié)點的帶權(quán)無向圖，使用Prim算法生成最小生成樹，其時間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(ne)24、利用射頻技術(shù)設(shè)計一個藍牙音頻耳機，實現(xiàn)高質(zhì)量的無線音頻傳輸和控制功能。25、設(shè)計一個基于FPGA的高速數(shù)據(jù)通信接口，實現(xiàn)與外部設(shè)備的高速數(shù)據(jù)傳輸。26、設(shè)計一個模擬集成電路中反饋放大器的穩(wěn)定性補償電路，分析補償效果和對性能的影響。27、數(shù)組是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有一定的優(yōu)點和局限性。以下關(guān)于數(shù)組的說法，不正確的是：（）A.數(shù)組的元素在內(nèi)存中是連續(xù)存儲的，便于隨機訪問B.數(shù)組的長度在定義后通常是固定的，不易動態(tài)擴展C.數(shù)組的插入和刪除操作在元素較多時，效率較高D.數(shù)組可以用于存儲相同類型的數(shù)據(jù)元素，具有較高的存儲效率28、運用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計一個企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)，滿足多臺計算機之間的高速數(shù)據(jù)傳輸和資源共享需求。29、設(shè)計一個模擬信號數(shù)字化系統(tǒng)的性能評估方案，包括量化誤差、信噪比等指標的測量和分析。30、設(shè)計一個音頻放大器擴展電路，能夠增加放大器的輸出功率和音質(zhì)，并且具有失真檢測功能。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某高校的課程管理系統(tǒng)需要對課程的選課信息進行處理。選課信息包括課程編號、課程名稱、授課教師、選課學(xué)生名單等。這些信息以隊列和棧的組合形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）按照選課先后順序輸出選課學(xué)生名單；（2）撤銷某個學(xué)生的選課；（3）統(tǒng)計每門課程的選課人數(shù)；（4）調(diào)整選課順序，將優(yōu)先選課的學(xué)生排在前面。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）某醫(yī)院的體檢管理系統(tǒng)需要記錄體檢項目、體檢人員信息、體檢結(jié)果和建議等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實現(xiàn)體檢項目的設(shè)置，體檢人員信息的錄入，體檢結(jié)果的存儲和分析，以及個性化的體檢建議生成，并能夠快速查詢和統(tǒng)計體檢數(shù)據(jù)。3、（本題5分）在一個在線課程平臺上，有大量的課程信息需要管理，包括課程ID、課程名稱、授課教師、課程簡介、學(xué)生報名列表等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲課程數(shù)據(jù)，能夠快速查詢特定課程、按教師或課程類型分類、添加或刪除課程、更新學(xué)生報名情況，并統(tǒng)計每門課程的報名人數(shù)。4、（本題5分）某機場的航班管理系統(tǒng)需要存儲航班的信息，如航班編號、出發(fā)地、目的地、起飛時間、降落時間、航班狀態(tài)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定航班、按照起飛時間對航班進行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。5、（本題5分）假設(shè)一個在線教育平臺的問答系統(tǒng)需要記錄問題信息、答案信息和用戶互動情況。問題信息包括問題ID、問題標題、提問者ID、提問時間，答案信息包括答案ID、問題ID、回答者ID、回答內(nèi)容、回答時間，用戶互動情況包括互動ID、問題ID、用戶ID、互動類型（點贊、評論等）。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理問答數(shù)據(jù)，實現(xiàn)問題的快速查找、答案的排序、用戶互動的處理，并統(tǒng)計問題的熱度和回答的質(zhì)量。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）鏈表的選擇排序有哪些步驟？請詳細描述其實現(xiàn)過程。2、（本題5分）詳細論述在一個具有n個頂點的有向圖中，如何進行圖的縮點操作。3、（本題5分）論述如何使用貪心算法解決最優(yōu)裝載問題。4、（本題5分）詳細說明如何在一個