學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共2頁玉林師范學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析實(shí)驗(yàn)》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像的邊緣檢測和增強(qiáng)功能，給出硬件設(shè)計(jì)和仿真結(jié)果。2、設(shè)計(jì)一個用于醫(yī)療儀器的信號放大器，能夠放大微弱的生理信號，如心電、腦電等，給出電路設(shè)計(jì)和噪聲抑制方法。3、在動態(tài)數(shù)組的實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)數(shù)組容量不足時需要進(jìn)行擴(kuò)容。關(guān)于動態(tài)數(shù)組的擴(kuò)容策略，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.常見的擴(kuò)容策略是按照一定的比例增加數(shù)組的容量，如擴(kuò)大為原來的兩倍B.擴(kuò)容操作會涉及到數(shù)據(jù)的復(fù)制，可能會影響性能C.為了避免頻繁擴(kuò)容，可以在創(chuàng)建動態(tài)數(shù)組時預(yù)留一定的額外空間D.擴(kuò)容操作的時間復(fù)雜度總是O(n)，其中n是數(shù)組中的元素?cái)?shù)量4、設(shè)計(jì)一個基于藍(lán)牙的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測心率、運(yùn)動步數(shù)和睡眠質(zhì)量，并通過手機(jī)APP顯示，描述硬件和軟件設(shè)計(jì)。5、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的數(shù)字濾波器，實(shí)現(xiàn)對輸入信號的低通濾波，截止頻率為2kHz，采樣頻率為10kHz。6、設(shè)計(jì)一個基于單片機(jī)的太陽能充電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽能電池板的最大功率跟蹤和蓄電池的充電管理。7、設(shè)計(jì)一個用于數(shù)控機(jī)床的位置控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的位置定位和運(yùn)動控制，說明控制算法和驅(qū)動器配置。8、在一個具有n個節(jié)點(diǎn)的二叉樹中，度為0的節(jié)點(diǎn)（即葉子節(jié)點(diǎn)）數(shù)量為n0，度為2的節(jié)點(diǎn)數(shù)量為n2，則n0和n2之間存在什么樣的關(guān)系？（）A.n0=n2-1B.n0=n2+1C.n0=2n2D.n0=n29、設(shè)計(jì)一個基于藍(lán)牙的無線鍵盤，實(shí)現(xiàn)按鍵輸入的無線傳輸和與計(jì)算機(jī)的連接，描述硬件和軟件設(shè)計(jì)。10、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的圖像旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)D像進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)。11、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，棧可以用于表達(dá)式求值。以下關(guān)于棧在表達(dá)式求值中的應(yīng)用，說法不正確的是（）A.可以將中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式，然后利用棧進(jìn)行求值B.?？梢员４娌僮鲾?shù)和運(yùn)算符，按照運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行計(jì)算C.對于復(fù)雜的表達(dá)式，棧的使用可以簡化求值過程D.棧在表達(dá)式求值中只能用于中綴表達(dá)式，不能用于后綴表達(dá)式12、設(shè)計(jì)一個無線通信衰落信道的模擬模型，能夠產(chǎn)生不同類型的衰落信號，用于系統(tǒng)性能測試。13、設(shè)計(jì)一個基于單片機(jī)的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設(shè)備的開啟和關(guān)閉。14、設(shè)計(jì)一個基于STM32H7的高性能嵌入式系統(tǒng)，能夠運(yùn)行復(fù)雜的實(shí)時操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，給出硬件架構(gòu)和軟件環(huán)境搭建。15、設(shè)計(jì)一個基于運(yùn)算放大器的音頻功率放大器，能夠驅(qū)動一定阻抗的揚(yáng)聲器，輸出足夠的功率且具有較小的失真。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何使用隊(duì)列實(shí)現(xiàn)層次遍歷二叉樹的操作，分析算法的步驟和時間復(fù)雜度。2、（本題5分）在一個具有n個節(jié)點(diǎn)的二叉搜索樹中，如何查找所有在給定區(qū)間內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，給出算法思路和時間復(fù)雜度分析。3、（本題5分）分析在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如何利用棧和隊(duì)列實(shí)現(xiàn)圖的遍歷。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某公司的項(xiàng)目管理系統(tǒng)需要存儲項(xiàng)目信息，如項(xiàng)目編號、項(xiàng)目名稱、負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目進(jìn)度、預(yù)算等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定項(xiàng)目、按照項(xiàng)目進(jìn)度對項(xiàng)目進(jìn)行排序、新增項(xiàng)目、修改項(xiàng)目信息以及結(jié)束項(xiàng)目。請選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能分析。2、（本題5分）某公司的項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤系統(tǒng)需要記錄項(xiàng)目的各個階段、負(fù)責(zé)人、開始時間、預(yù)計(jì)結(jié)束時間、實(shí)際進(jìn)度等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來直觀展示項(xiàng)目進(jìn)度，支持項(xiàng)目階段的調(diào)整、負(fù)責(zé)人變更等操作，能夠及時發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目延期風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行預(yù)警。3、（本題5分）某在線招聘平臺的簡歷篩選系統(tǒng)需要根據(jù)職位要求對求職者的簡歷進(jìn)行篩選和匹配。簡歷包括求職者ID、個人信息、教育背景、工作經(jīng)歷、技能證書，職位要求包括職位ID、所需技能、工作經(jīng)驗(yàn)、學(xué)歷要求。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲簡歷和職位要求數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的篩選和匹配，并向招聘者推薦合適的簡歷。4、（本題5分）一個在線教育平臺的作業(yè)批改系統(tǒng)需要記錄學(xué)生的作業(yè)提交情況、批改結(jié)果和教師評語。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來方便教師查閱和統(tǒng)計(jì)學(xué)生的作業(yè)表現(xiàn)。5、（本題5分）一個在線論壇需要管理帖子、回復(fù)、用戶信息和板塊分類等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持帖子的發(fā)布、刪除、查找和排序，回復(fù)的管理，用戶信息的存儲和權(quán)限設(shè)置，以及板塊的分類和管理，并能夠?qū)崿F(xiàn)熱門帖子和最新回復(fù)的展示。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）以哈希表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個在線投票作