湖北科技学院《数据结构与算法》2021-2022学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页湖北科技学院《数据结构与算法》

2021-2022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1分，共15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、设计一个数字图像处理中图像特征提取和分类系统，分析特征的有效性和分类准确率。2、假设在一个在线游戏的多人对战匹配系统中，需要根据玩家的等级和技能水平进行快速匹配，以保证游戏的公平性和趣味性。为了实现高效的匹配过程，以下哪种数据结构和算法可能会被运用？（）A.快速排序结合二分查找B.冒泡排序结合线性搜索C.归并排序结合哈希表D.桶排序结合双向链表3、设计一个基于ADC和微控制器的压力测量系统，能够测量0-100MPa的压力，精度达到0.1MPa。4、设计一个基于STM32的智能农业灌溉系统，能够根据土壤湿度、气象条件等自动控制灌溉，提供系统的硬件电路和控制策略。5、设计一个太阳能路灯控制器智能管理电路，能够实现路灯的远程监控、故障诊断和节能控制等功能。6、快速排序是一种高效的排序算法。以下关于快速排序的说法，错误的是（）A.采用分治的思想B.平均时间复杂度为O(nlogn)C.最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，但概率较小D.是一种稳定的排序算法7、设计一个电子血压计扩展电路，能够增加血压计的测量功能和精度，并且具有数据传输和分析功能。8、设计一个5V转1.8V的DC-DC降压转换器，输出电流不小于1A，效率达到90%以上，给出原理图和元件选型。9、栈是一种特殊的线性表，遵循特定的操作原则。以下关于栈的描述，不准确的是：（）A.栈的操作遵循后进先出（LIFO）原则，即最后入栈的元素最先出栈B.可以用数组或链表来实现栈，常见的操作有入栈、出栈和获取栈顶元素C.栈在函数调用、表达式求值、括号匹配等场景中有广泛应用D.栈的大小是无限的，可以随意入栈元素，不需要考虑栈满的情况10、设计一个基于FPGA的数字滤波器，实现对输入信号的低通滤波，截止频率为2kHz，采样频率为10kHz。11、设计一个基于霍尔传感器的电机转速测量系统，能够实时测量电机的转速并将数据显示出来。12、设计一个基于ZigBee技术的智能仓储管理系统，能够实现货物的入库、出库、库存盘点等功能。13、设计一个数字电路中的计数器扩展方案，实现更高进制的计数功能，进行功能验证和性能测试。14、设计一个数字图像处理中的图像超分辨率重建效果评估系统，分析重建质量。15、设计一个基于CPLD的数字信号发生器，能够产生多种复杂的数字信号，包括信号类型选择和参数设置。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在AVL树中，插入操作导致失衡后，如何进行单旋转和双旋转调整。2、（本题5分）简述哈希表中处理哈希冲突的开放寻址法和链地址法的原理及优缺点。3、（本题5分）对于一个具有n个顶点的有向图，如何使用拓扑排序算法解决课程安排问题？4、（本题5分）对于一个用邻接表存储的无向图，说明如何判断图是否为二部图，给出一种有效的算法并分析其时间复杂度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线音乐教学平台需要记录课程信息、学生信息、学习进度、作业完成情况等。设计数据结构来支持教学过程的管理，实现课程安排、学生学习情况跟踪、作业批改和成绩统计，能够为学生提供个性化的学习方案。2、（本题5分）一个图书馆的图书采购管理系统需要存储采购计划的信息，如采购编号、图书名称、作者、出版社、预计采购数量、采购进度等。系统要支持快速查找特定采购计划、按照预计采购数量对计划进行排序、新增采购计划、修改采购进度、取消采购计划。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）一家电商平台的物流跟踪系统需要记录包裹的运输轨迹，包括包裹单号、运输节点、到达时间、运输状态。请设计数据结构来存储运输轨迹数据，能够快速查询包裹的当前位置、历史轨迹、预计到达时间，并统计不同运输节点的处理效率。4、（本题5分）一个科研项目管理系统需要对项目的进展情况和参与人员进行跟踪。项目信息包括项目编号、项目名称、负责人、起止时间、进展状态等，参与人员信息包括人员编号、姓名、参与项目等。这些信息以十字链表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个项目的详细信息；（2）添加新的项目或人员；（3）删除已完成的项目或离职人员；（4）统计每个负责人负责的项目数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）某电商仓库的库存管理系统需要存储商品的库存信息，包含商品编号、商品名称、库存数量、进货价格、出货价格等。系统要能够快速查询特定商品的库存、按照库存数量对商品进行排序、进行商品的入库和出库操作、修改商品的价格信息。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现以及性能评估。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，使用匈牙利算法求解给定二分图的最大匹配，输出匹配边。2、（本题10分）设计一个有限自动机用于字符串匹