延安职业技术学院《数据结构基础与算法分析A》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页延安职业技术学院《数据结构基础与算法分析A》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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FPGA的数字信号调制系统，能够实现ASK、FSK、PSK等调制方式。2、基于通信中的编码调制技术设计一个高效的数字通信系统，提高频谱利用率和传输速率。3、设计一个基于锁相环的频率合成器电路，输出频率范围为100kHz-1GHz，频率分辨率不大于1kHz，相位噪声小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。4、设计一个基于FPGA的图像旋转系统，能够对图像进行任意角度的旋转。5、设计一个基于STM8S的智能家电控制器，能够实现远程控制和智能场景切换，给出硬件电路和通信协议。6、设计一个正弦波信号发生器，输出频率在100kHz至1GHz连续可调，采用锁相环技术实现，说明工作原理和硬件设计。7、考虑用数据结构来实现一个字典功能，要求能够快速插入、删除和查找元素。以下哪种数据结构可能是最合适的（）A.红黑树B.跳表C.堆D.以上数据结构都可以8、在数据结构中，堆通常用于实现优先队列。假设需要构建一个最大堆，以下关于堆的调整操作，哪个是关键的步骤（）A.从根节点开始，比较每个节点与其子节点的值B.从叶子节点开始，向上调整节点的位置C.随机选择节点进行比较和调整D.不需要进行调整，初始构建就是正确的9、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。10、设计一个数字电压表自动量程切换与高精度测量电路，能够根据输入电压自动切换量程，并实现高精度的测量。11、设计一个数字音频处理中的音频时频分析和特征提取系统，分析特征的有效性。12、使用单片机设计一个智能血压计，能够准确测量血压值，并将数据存储和传输。13、设计一个基于ZigBee技术的智能农业环境监测系统，能够实时监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数。14、设计一个智能环境监测系统，能够同时监测多种环境参数如温度、湿度、光照、PM2.5等，并进行数据上传和分析，阐述系统的硬件架构和软件功能。15、设计一个基于运算放大器的微分器电路，能够对输入信号进行微分运算，输入信号频率范围为0-100Hz。16、设计一个基于数字图像处理的运动目标检测与跟踪系统，能够在复杂背景下准确检测和跟踪运动目标。17、考虑一个在线游戏中的玩家对战匹配系统，需要根据玩家的等级和等待时间来进行匹配。以下哪种数据结构可以高效地实现这个匹配过程？（）A.优先队列，按照等级和等待时间排序B.数组，随机选择匹配对象C.链表，逐个比较进行匹配D.二叉树，根据等级划分存储18、在一个有序数组中，使用二分查找查找一个特定元素，如果查找失败，最终比较次数与数组长度n的关系是：（）A.比较次数小于等于log₂(n+1)B.比较次数等于nC.比较次数小于等于n/2D.比较次数小于等于n-119、设计一个基于蓝牙5.0的音频传输系统，能够实现高品质音频无线传输，给出系统架构和蓝牙协议配置。20、设计一个基于数字信号处理的音频滤波器，实现对特定频率范围的音频信号进行滤波，分析滤波效果。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述后缀树在基因序列分析中的应用可能性和挑战。2、（本题5分）解释如何使用线段树求解区间和问题，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）探讨在一个具有n个顶点的有向图中，如何判断是否存在回路，并说明其算法思想。4、（本题5分）深入分析在一个具有n个元素的顺序表中，如何进行排序算法的性能比较和分析。5、（本题5分）详细阐述图这种数据结构的表示方法（邻接矩阵和邻接表），以及图的深度优先搜索和广度优先搜索算法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）基于AVL树和广度优先搜索算法，设计一个程序，在一个社交网络中找出具有最多共同好友的用户对。2、（本题5分）设计一个程序，利用线段树和克鲁斯卡尔算法的结合，为一个区域的电力网络规划线路，确保供电可靠性和成本优化。3、（本题5分）使用栈结构设计一个函数，判断一个字符串中的括号是否匹配。4、（本题5分）基于字典树和堆的组合，设计一个程序，快速找出文本中出现频率最高的前k个单词。5、（本题5分）设计一个程序，使用堆结构实现对一组任务按照难度和重要程度进行优先级排序。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个电商平台的商品推荐系统中，需要根据用户的浏览历史、购买记录和相似用户的行为来为用户推荐商品。请设计数据结构来存储这些数据，并实现推荐算法，能够快速为用户生成准确的商品推荐列表，同时考虑实时更新和个性化需求。2、（本题10分）一个超市的促销活动管理系统需要存储促销活动的信息，如活动编号、活动名称、活动时间、优惠方式、参与商品等。系统要支持快速查找特定促销活动、按照活动时间对活动进行排序、新增促销活动、修改活动规则、结束活动。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10分）假设一个在线投票系统需要记录投票主题、选项和投票人的投票