昆明城市学院《数据结构与算法》2021-2022学年第一学期期末试卷

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2021-2022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20个小题，每小题2分，共40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、设计一个光通信收发模块的驱动电路，能够稳定驱动光收发器件，给出电路设计和性能测试结果。2、设计一个基于PLC的自动化包装生产线控制系统，能够完成产品的包装、封口、贴标等操作。3、设计一个基于FPGA的图像压缩编码系统，实现图像的高效压缩，给出硬件设计和编码效率分析。4、若要在一个链表中删除一个指定节点，以下哪个操作是必须先完成的？（）A.找到要删除节点的前一个节点B.找到要删除节点的后一个节点C.释放要删除节点所占用的存储空间D.更新链表的头指针5、在一个具有n个节点的带权有向图中，使用Dijkstra算法求单源最短路径，其时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(ne)6、利用射频技术设计一个Zigbee无线传感器网络节点，用于采集环境数据并进行短距离传输。7、设计一个基于蓝牙5.2技术的智能手环，具备健康监测、运动追踪和消息提醒功能。8、设计一个基于模拟移相器的相位调节系统，能够实现对输入信号相位的连续调节。9、设计一个低通滤波器电路，截止频率为1kHz，通带波纹小于1dB，阻带衰减大于40dB，采用无源或有源滤波器实现，并比较两者的优缺点。10、在图结构的应用中，假设要为一个城市的交通网络建模，其中节点表示交叉路口，边表示道路，并且需要计算两个地点之间的最短路径。以下哪种图算法最适合解决这个问题？（）A.深度优先搜索B.广度优先搜索C.Dijkstra算法D.Floyd-Warshall算法11、设计一个温度传感器网络远程监控电路，能够通过互联网远程监控温度传感器网络的工作状态和数据，实现远程管理。12、利用模拟电路技术，设计一个用于音响系统的功率放大器，具备高保真和大功率输出特性。13、在图的数据结构中，邻接矩阵和邻接表是两种常见的存储方式。关于这两种存储方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.邻接矩阵使用二维数组来表示图中节点之间的关系，空间复杂度较高B.邻接表使用链表或数组来存储节点的邻接节点，适用于稀疏图C.对于稠密图，邻接表的存储方式比邻接矩阵更节省空间D.无论是邻接矩阵还是邻接表，在判断两个节点是否相邻时，时间复杂度都是O(1)14、设计一个数字信号处理器（DSP）音频与视频处理电路，能够同时实现音频和视频的处理功能，如音频混音和视频压缩等。15、线段树是一种用于处理区间查询和更新的数据结构。关于线段树的应用，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以用于快速计算数组某一区间的和、最大值、最小值等B.对于频繁的区间更新操作，线段树能够高效地处理C.线段树的构建和查询操作的时间复杂度均为O(logn)D.线段树只能用于处理数值类型的数据，不能处理其他类型的数据16、设计一个基于FPGA的交通信号灯控制系统，能够根据不同的时间段和车流量自动调整信号灯的时长，实现智能化交通控制。17、设计一个光耦隔离的数字输入输出模块，实现与外部设备的电气隔离通信，给出电路参数和应用示例。18、设计一个用于无人机的飞控系统，能够实现姿态稳定、航线规划和自主导航，给出传感器选型和控制算法。19、设计一个数字温度计湿度计电路，能够同时测量环境温度和湿度，温度精度为±0.1℃，湿度精度为±2%RH。20、设计一个用于工业自动化的视觉检测系统，能够检测产品的缺陷和尺寸，说明系统硬件组成和图像处理算法。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个元素的链表中，使用插入排序算法进行排序，并分析其时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）解释如何对一个链表进行归并排序，包括分割链表和合并链表的具体实现。3、（本题5分）论述AVL树在空间利用效率方面的特点和优化方法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，在一个有序数组中使用二分查找算法查找特定元素，若存在，输出其位置，否则输出未找到。2、（本题5分）设计一个数据结构，用于存储酒店客房的清洁状态和预订信息，支持客房状态的更新和查询。3、（本题5分）设计一个程序，以二叉树的形式表示公司组织结构图，实现员工的查找和层级展示功能。4、（本题5分）给定一个整数数组，设计算法找出其中所有和为0的三元组，不允许重复。5、（本题5分）设计一个程序，用邻接表表示一个带权有向图，实现DAG最短路径算法。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某高校的课程管理系统需要对课程的选课信息进行处理。选课信息包括课程编号、课程名称、授课教师、选课学生名单等。这些信息以队列和栈的组合形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按照选课先后顺序输出选课学生名单；（2）撤销某个学生的选课；（3）统计每门课程的选课人数；（4）调整选课顺序，将优先