裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共2頁成都信息工程大學《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課設》2024-2025學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、設計一個±12V轉(zhuǎn)±5V的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，輸出電流不小于0.5A，給出原理圖和PCB布線。2、設計一個基于ARM處理器的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對燈光、窗簾、空調(diào)等設備的遠程控制和智能調(diào)節(jié)，說明系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議。3、根據(jù)傳感器技術(shù)，設計一個用于農(nóng)業(yè)的土壤濕度監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度并自動控制灌溉設備。4、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對于歸并排序的過程和特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.歸并排序?qū)?shù)組不斷地分成兩半，分別進行排序，然后將排序好的兩部分合并起來B.歸并排序在任何情況下的時間復雜度均為O(nlogn)，空間復雜度為O(n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保持相同元素的相對順序D.歸并排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時，性能不如快速排序和冒泡排序5、字符串在計算機程序中經(jīng)常被處理，也有相應的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作。以下關(guān)于字符串的描述，錯誤的是：（）A.字符串可以用字符數(shù)組或指針來表示，常見的操作包括字符串的連接、比較、查找等B.樸素的字符串匹配算法時間復雜度較高，KMP算法通過利用已匹配的部分信息提高了匹配效率C.字符串的存儲方式會影響其操作的效率，例如使用動態(tài)分配內(nèi)存的方式可以更靈活地處理長度變化的字符串D.字符串的操作都是簡單的基本運算，其時間復雜度都為O(1)，與字符串的長度無關(guān)6、設計一個直流無刷電機控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和位置控制，包括驅(qū)動電路和控制策略。7、設計一個基于51單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)車流量自動調(diào)整紅綠燈時間，提高道路通行效率。8、設計一個基于DSP的數(shù)字信號調(diào)制系統(tǒng)，支持多種調(diào)制方式，如QAM、OFDM等，給出算法實現(xiàn)和性能優(yōu)化。9、設計一個基于單片機的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測水中的溶解氧、pH值、電導率等參數(shù)，并通過GPRS模塊將數(shù)據(jù)上傳到服務器。10、基于通信協(xié)議棧設計一個網(wǎng)絡通信模塊，支持多種網(wǎng)絡協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和處理。11、哈希表是一種高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于哈希表的描述，不正確的是：（）A.哈希表通過哈希函數(shù)將關(guān)鍵字映射到存儲位置B.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時間復雜度都接近O(1)C.哈希沖突是指不同的關(guān)鍵字映射到了相同的存儲位置D.哈希表不需要處理哈希沖突12、設計一個基于單片機的智能小車控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)小車的前進、后退、轉(zhuǎn)彎、調(diào)速等功能，并具備避障功能。13、哈夫曼樹是一種最優(yōu)二叉樹，常用于數(shù)據(jù)壓縮。以下關(guān)于哈夫曼樹的特點，錯誤的是（）A.帶權(quán)路徑長度最小B.沒有度為1的節(jié)點C.權(quán)值越大的節(jié)點離根節(jié)點越近D.哈夫曼樹的構(gòu)建過程是唯一的14、在一個實時操作系統(tǒng)中，任務調(diào)度是一個關(guān)鍵問題，需要根據(jù)任務的優(yōu)先級、截止時間等因素進行快速的調(diào)度決策。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于實時任務調(diào)度？（）A.優(yōu)先級隊列和調(diào)度算法B.棧和后進先出調(diào)度C.隊列和先進先出調(diào)度D.集合和隨機調(diào)度15、設計一個數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進行灰度化、濾波、邊緣檢測等基本操作，顯示處理結(jié)果。16、二叉搜索樹是一種具有特殊性質(zhì)的二叉樹。以下關(guān)于二叉搜索樹的性質(zhì)，錯誤的是（）A.左子樹上所有節(jié)點的值均小于根節(jié)點的值B.右子樹上所有節(jié)點的值均大于根節(jié)點的值C.左右子樹也是二叉搜索樹D.中序遍歷二叉搜索樹得到的序列是降序的17、設計一個音頻均衡器的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠根據(jù)輸入音頻信號自動調(diào)整均衡參數(shù)，給出系統(tǒng)設計和算法實現(xiàn)。18、對于一個經(jīng)常需要在頭部和尾部進行插入和刪除操作的線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，假設我們正在設計一個程序來管理一個排隊系統(tǒng)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最為合適？（）A.棧B.隊列C.雙端隊列D.循環(huán)隊列19、設計一個無線通信系統(tǒng)中的抗衰落接收電路，能夠有效應對多徑衰落，提高信號接收質(zhì)量，并進行性能測試。20、設計一個簡單的數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)ASK、FSK、PSK等調(diào)制方式，給出系統(tǒng)的硬件電路和軟件實現(xiàn)。21、設計一個模擬集成電路中的運算放大器，滿足特定的增益、帶寬和輸入輸出阻抗要求，進行性能仿真。22、運用集成電路知識，設計一款用于智能手表的低功耗藍牙通信芯片，具備穩(wěn)定的連接和低能耗特性。23、使用集成電路設計一個比較器，給出比較精度和響應時間等性能指標，并進行電路實現(xiàn)和測試。24、數(shù)組是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有固定的大小和連續(xù)的存儲方式。以下關(guān)于數(shù)組的描述，錯誤的是：（）A.數(shù)組可以通過下標快速訪問元素，但插入和刪除元素時可能需要移動大量元素，效率較低B.多維數(shù)組在內(nèi)存中也是連續(xù)存儲的，通過計算偏移量可以快速定位元素C.數(shù)組的長度在創(chuàng)建后不能改變，若要動態(tài)改變數(shù)組大小，需要重新分配內(nèi)存并復制元素D.數(shù)組適用于元素數(shù)量固定且操作主要為查找的情況，對于頻繁插入和刪除的應用不太合適，且其空間利用率總是最優(yōu)的25、設計一個數(shù)字電路中的狀態(tài)機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密和解密功能，分析加密強度和效率。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋并舉例說明在一個具有n個頂點的有向圖中，如何計算頂點的入度和出度。2、（本題5分）請詳細闡述順序表和鏈表在存儲結(jié)構(gòu)、插入和刪除操作的時間復雜度以及空間利用方面的區(qū)別，并舉例說明在何種情況下應優(yōu)先選擇順序表，何種情況下應優(yōu)先選擇鏈表。3、（本題5分）深入分析在具有n個元素的循環(huán)鏈表中，如何查找指定元素，并給出時間復雜度和空間復雜度的分析。4、（本題5分）詳細論述樹和二叉樹的區(qū)別與聯(lián)系，舉例說明如何將一棵樹轉(zhuǎn)換為二叉樹。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個算法，在一個二叉樹中找出所有節(jié)點值的平方和。2、（本題5分）設計一個桶排序算法，對給定的一定范圍內(nèi)的整數(shù)進行排序，分析其適用場景和局限性。3、（本題5分）設計一個單向鏈表，包含節(jié)點的創(chuàng)建、插入、刪除和遍歷功能，同時實現(xiàn)按值查找節(jié)點的操作。4、（本題5分）構(gòu)建一個算法，對一個有向無環(huán)圖進行拓撲排序，并輸出所有可能的拓撲序列。5、（本題5分）設計一個哈夫曼編碼系統(tǒng)，對給定的一段文本進行編碼和解碼，輸出編碼后的二進制字符串和解碼后的文本。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某電商平臺的商家管理系統(tǒng)需要存儲商家的信息，如商家編號、商家名稱、主營商品、信譽評級、銷售額等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定商家、按照銷售額對商家進行排序、新增商家、修改商家信息、對違規(guī)商家進行處理。請設計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。2、（本題10分）某電商網(wǎng)站的推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史和購買行為為用戶推薦相關(guān)商品。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠有效地