湖北汽车工业学院《数据结构与算法Ⅱ》2022-2023学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页湖北汽车工业学院《数据结构与算法Ⅱ》

2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、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、设计一个基于模拟乘法器和运放的乘法型ADC转换电路，分析其转换精度和速度。2、根据通信原理，设计一个卫星导航接收机的前端电路，能够接收和解码卫星导航信号。3、假设正在设计一个数据库的索引结构，需要支持快速的等值查询、范围查询和排序操作。在这种情况下，以下哪种索引结构可能是最优的选择？（）A.B树索引，平衡树结构，适用于多种查询B.哈希索引，快速等值查询，但不支持范围查询C.位图索引，适合处理布尔值属性的查询D.全文索引，用于文本内容的搜索4、设计一个基于锁相环的时钟同步系统，能够使多个设备的时钟保持同步，同步精度不大于1μs。5、运用通信网络原理，设计一个智能物流仓储管理系统的无线网络方案，实现货物的实时定位和信息传输。6、队列是另一种特殊的线性结构，遵循先进先出的原则。假设一个系统中使用了队列来处理任务。以下关于队列的描述，哪一项是不正确的？（）A.队列可以用于实现广度优先搜索算法B.循环队列可以有效地解决普通队列可能出现的假溢出问题C.入队和出队操作的时间复杂度均为O(1)D.队列的存储结构只能是数组，不能使用链表7、设计一个基于FPGA的数字滤波器，能够对输入的数字信号进行滤波处理，如低通、高通、带通等，阐述硬件实现过程和仿真结果。8、设计一个电子秤电路，能够测量物体的重量，测量范围为0kg到10kg，精度为±0.01kg。9、设计一个基于STM32H7的高性能嵌入式系统，能够运行复杂的实时操作系统和应用程序，给出硬件架构和软件环境搭建。10、设计一个基于ADC和微控制器的风速风向测量系统，能够同时测量风速和风向，并实时显示。11、设计一个基于传感器的智能火灾报警系统，能够实时监测环境中的烟雾浓度和温度，当达到报警阈值时发出声光报警信号。12、设计一个基于蓝牙Mesh网络的智能照明系统，能够实现群组控制和场景设置，说明系统组成和网络配置。13、设计一个无线通信模块抗干扰电路，能够提高无线通信的抗干扰能力，保证通信的稳定性。14、假设正在实现一个文件系统，需要快速查找文件的目录信息，并且支持文件和目录的添加、删除和修改操作。以下哪种数据结构可能是最适合用于存储目录结构的？（）A.平衡二叉树，保持查找效率平衡B.红黑树，自平衡的二叉搜索树C.B树，适合外存存储和大量数据查找D.哈希表，快速定位目录项15、设计一个基于数字信号处理的图像识别系统，能够识别特定的物体或图案。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细说明在字符串匹配的多模式匹配中，如AC自动机，如何实现高效的匹配。2、（本题5分）阐述如何在一个二叉树中进行层次遍历的非递归实现，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如递归函数的实现、深度优先搜索的辅助结构等，并说明其原理。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某银行的账户管理系统需要存储客户的账户信息，如账户号码、客户姓名、余额、交易记录等。设计合适的数据结构来实现账户的开户、销户、存款、取款、转账等操作，同时能够快速查询账户余额和交易明细，保障账户数据的安全性和准确性。2、（本题5分）某在线音乐平台的歌曲管理系统需要存储歌曲信息，如歌曲编号、歌曲名称、歌手、专辑、播放次数等。系统要实现快速查找特定歌曲、按照播放次数对歌曲进行排序、新增歌曲、删除歌曲以及更新歌曲的播放次数。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。3、（本题5分）某在线考试的监考系统需要实时监控考生的答题状态、行为异常和交卷时间。设计合适的数据结构和算法，保障考试的公平公正和顺利进行。4、（本题5分）某酒店的客房预订系统需要管理客房信息，包含客房编号、房型、价格、入住状态、预订客人姓名等。系统要支持快速查找特定客房、按照价格对客房进行排序、新增客房预订、取消预订以及修改客房的入住状态。请设计合理的数据结构和算法，并提供完整的代码实现和性能分析。5、（本题5分）某在线游戏的组队系统需要记录队伍信息和队员信息，队伍信息包括队伍ID、队伍名称、队长ID，队员信息包括队员ID、队伍ID、角色信息。设计数据结构来管理组队数据，能够快速查询队伍成员、解散队伍、加入队伍，并支持队伍之间的对战匹配。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个程序，使用