四川华新现代职业学院《数据结构理论教学》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构理论教学》2023-2024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25个小题，每小题1分，共25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STM8的电机调速系统，采用PWM控制方式，能够实现正反转和调速功能，描述系统组成和控制算法。2、根据数字信号处理理论，设计一个音频频谱分析仪，能够显示音频信号的频谱分布。3、斐波那契堆是一种可合并堆的数据结构。关于斐波那契堆的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.支持插入、删除最小元素和合并等操作B.在一系列操作中，某些操作的时间复杂度可以低于传统堆的时间复杂度C.斐波那契堆的结构比较复杂，实现难度较大D.斐波那契堆在实际应用中不如二叉堆和二项堆广泛4、设计一个基于FPGA的数字信号滤波系统，实现FIR和IIR滤波器，参数可在线调整。5、设计一个基于模拟乘法器的乘法型数模转换器（DAC），分析其性能和误差。6、设计一个具有自动增益控制和动态范围压缩功能的音频处理系统，提高音频质量，给出系统设计和性能评估。7、利用数字电路技术，设计一个地铁自动检票系统，实现车票验证、扣费和闸机控制功能。8、运用通信网络原理，设计一个企业数据中心的网络布线方案，确保高速、可靠的数据传输。9、在数据结构的递归操作中，需要注意递归的终止条件和栈空间的使用。假设我们正在使用递归解决一个问题。以下关于递归的描述，哪一项是不准确的？（）A.递归函数必须有明确的终止条件，否则会导致无限递归B.递归调用会使用系统的栈空间来保存中间结果和返回地址C.对于一些问题，使用迭代实现比递归实现效率更高D.递归总是比迭代更容易理解和实现，应该优先使用递归10、设计一个基于数字信号处理的语音识别系统，能够对特定的语音指令进行识别和响应，分析其识别准确率和实时性。11、设一棵二叉树的中序遍历结果为ABCDEFG，前序遍历结果为DBAECFG，则后序遍历结果为（）A.ACGFEDBB.BDFEGCAC.DBEFAGCD.BDACEFG12、设计一个数字信号调制解调扩展电路，能够增加调制解调的方式和速度，并且具有纠错功能。13、设计一个数字信号调制解调电路，能够实现数字信号的调制和解调，调制方式为ASK、FSK、PSK等。14、设计一个用于卫星通信的低噪声放大器（LNA），工作频率在Ku波段，噪声系数小于1dB，增益大于20dB，阐述电路设计和器件选型。15、设计一个基于单片机的水质净化设备控制系统，能够根据水质参数自动控制净化过程。16、设计一个基于数字信号处理的音频降噪耳机系统，有效降低环境噪声对音频的干扰。17、使用集成电路设计一个DAC转换器，给出转换分辨率和建立时间等性能指标，并进行电路设计和测试。18、设计一个音频放大器失真补偿电路，能够对放大器的失真进行补偿，提高音频质量。19、树是一种非线性数据结构，具有层次关系。以下关于树的描述，不正确的是：（）A.二叉树的每个节点最多有两个子节点，分为左子节点和右子节点B.二叉搜索树的左子树中的节点值小于根节点值，右子树中的节点值大于根节点值，便于快速查找、插入和删除C.平衡二叉树通过自动调整保持树的平衡，提高了查找效率，但插入和删除操作相对复杂D.树的遍历方式包括前序遍历、中序遍历和后序遍历，且每种遍历方式的时间复杂度都是相同的，与树的结构无关20、设计一个电子血压计数据分析电路，能够对血压计测量的数据进行分析和统计，为医疗诊断提供参考。21、设计一个数字频率计，采用等精度测量法，测量范围为10Hz至100MHz，给出系统方案和误差分析。22、设计一个基于STM32的无刷直流电机驱动系统，采用FOC控制算法，实现精确调速和位置控制，给出系统组成和软件流程。23、在一个社交网络分析程序中，需要表示用户之间的关注关系，并能够快速地找出某个用户的直接关注者和被关注者，以及计算用户之间的最短路径。以下哪种数据结构最适合用于构建这样的社交网络模型？（）A.邻接矩阵，直观表示节点之间的连接关系B.邻接表，节省存储空间并支持快速遍历C.十字链表，便于双向操作和动态修改D.双向链表，方便查找前后节点的关系24、利用模拟电路技术，设计一个用于数控机床的电机驱动电路，实现电机的精确调速和位置控制。25、对于一个需要对一组数据进行频繁的随机访问和插入操作的数据结构。以下哪种数据结构可能在性能上表现较好？（）A.数组B.链表C.哈希表D.栈二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释图的连通性问题的其他变体，如强连通分量的数量、弱连通分量的合并等问题及解决方法。2、（本题5分）解释数据结构中队列的概念、特点以及常见的操作，举例说明队列在计算机科学中的应用场景。3、（本题5分）详细说明如何使用并查集解决动态连通性问题，并分析其时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）阐述如何在一个图中进行最短路径的并行计算，给出算法步骤和实现代码，并分析其性能优势。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，利用树状数组和拓扑排序算法的结合，安排一个软件项目中各个模块的开发顺序。2、（本题5分）设计一个程序，使用图的数据结构表示社交网络中的影响力分析系统，实现用户影响力的计算和推荐功能。3、（本题5分）使用栈结构设计一个程序，检查一个字符串是否为回文。4、（本题5分）设计一个程序，在给定无向图中找出所有的关节点，输出关节点。5、（本题5分）设计一个算法，使用暴力匹配和KMP算法对两个字符串进行匹配，比较其效率。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）假设一个视频网站需要存储大量的视频信息和用户的观看记录，视频信息包括视频ID、视频名称、时长、上传者、分类等，观看记录包括用户ID、视频ID、观看时间、观看进度等。请设计数据结构来管理这些数据，能够快速查找视频、推荐相关视频、统计视频的观看次数，并分析用户的观看偏好。2、（本题10分）一个电商平台的售后服务管理系统需要存储售后订单的信息，包括售后订单编号、商品编号、售后类型（退货、换货、维修）、处理进度、处理结果等。系统要支持快速查找特定售后订单、按照处理进度对订单进行排序、新增售后订单、更新处理进度和结果、删除已完成的售后订单。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性