學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北京理工大學《數據結構與算法設計》

2022-2023學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在一個有n個頂點的帶權有向圖中，使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求從源點到其他各頂點的最短路徑，其時間復雜度為？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)2、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關于歸并排序的描述，不正確的是（）A.將數組不斷分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時間復雜度始終為O(nlog?n)C.歸并排序是一種穩定的排序算法D.歸并排序的空間復雜度較高，為O(n)3、設計一個用于音頻放大器的反饋網絡，提高放大器的穩定性和性能，給出反饋類型選擇和參數計算。4、設計一個基于FPGA的高速數據通信接口，支持PCIe或以太網接口，給出硬件設計和驅動開發。5、運用電子電路知識，設計一個用于工業機器人的運動控制系統，實現機器人的精確運動控制。6、根據數字信號處理知識，設計一個音頻均衡器的自動調整系統，根據音頻內容自動優化頻率響應。7、設計一個通信系統中的軟件定義無線電（SDR）平臺，實現靈活的調制解調功能。8、棧是一種特殊的線性表，遵循后進先出的原則。在程序設計中，棧有著廣泛的應用。例如，在表達式求值、函數調用等場景中經常使用棧。考慮一個表達式：(3+5)*2-7，使用棧來計算這個表達式的值。在計算過程中，當遇到運算符''時，以下正確的操作是：（）A.直接將''輸出B.從棧中彈出兩個操作數進行乘法運算C.將''壓入棧中D.忽略''，繼續處理后面的字符9、設計一個基于數字鎖相放大器的微弱信號檢測系統，能夠從強噪聲背景中檢測出微弱信號。10、設計一個基于555定時器的脈沖發生器，輸出脈沖頻率和占空比可調，說明電路原理和調試要點。11、基于通信中的多址接入技術設計一個無線通信網絡，支持多個用戶同時通信，分析網絡容量和性能。12、設計一個基于藍牙模塊的智能門鎖系統，能夠通過手機藍牙開鎖，并記錄開鎖記錄。13、設計一個基于FPGA的高速數據采集與存儲系統，能夠實現對高速信號的采集和大容量數據存儲。14、設計一個基于STM32H7的高性能嵌入式系統，能夠運行復雜的實時操作系統和應用程序，給出硬件架構和軟件環境搭建。15、設計一個基于FPGA的圖像壓縮編碼系統，實現圖像的高效壓縮，給出硬件設計和編碼效率分析。16、設計一個數字信號量化電路，確定量化級數和編碼方式，分析量化誤差對信號質量的影響。17、設計一個基于FPGA的數字濾波器，實現低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，給出設計過程和資源利用分析。18、設計一個數字通信系統的誤碼性能測試方案，包括測試設備的選擇、測試環境的搭建和數據的分析方法。19、設計一個電子指南針電路，能夠指示方向，精度為±1°，并且具有校準功能。20、設計一個音頻功率放大器，采用甲乙類放大方式，在4Ω負載下輸出功率不小于100W，給出電路設計和散熱方案。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何使用雙向鏈表實現數據的插入、刪除和遍歷操作，分析雙向鏈表與單向鏈表在操作上的差異和優勢。2、（本題5分）詳細闡述B樹和B+樹的結構特點和區別，以及它們在數據庫中的應用。3、（本題5分）比較歸并排序和快速排序在對隨機數據的排序效果。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）以鏈表為基礎，設計一個旅游行程規劃系統，支持景點的添加、刪除和路線優化。2、（本題5分）設計一個程序，使用AC自動機處理多個模式字符串在給定文本中的匹配，輸出匹配位置。3、（本題5分）設計一個程序，用插入排序對圖書館的借閱記錄按時間先后進行整理。4、（本題5分）設計一個程序，判斷給定圖中兩個頂點是否在同一個連通分量中，輸出判斷結果。5、（本題5分）研究跳表查找性能與層數的關系，設計最優層數選擇策略。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）某城市的公交系統需要管理公交線路、站點和車輛調度信息。設計一種數據結構來存儲這些信息，實現線路的添加、刪除、查找和修改操作，能夠快速查詢某個站點經過的公交線路和車輛實時調度情況，并優化車輛調度以提高公交系統的運行效率。2、（本題10分）一個在線圖書館的書籍借閱系統需要對書籍的借閱情況和讀者信息進行管理。書籍信息包括書籍編號、書名、作者、借閱狀態等，