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頁武漢設計工程學院

《數據結構》2021-2022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25個小題，每小題1分，共25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、設計一個數字電路中競爭冒險現象的檢測和消除電路，分析其對電路性能的改善效果。2、根據通信原理，設計一個數字電視廣播發射系統，能夠將視頻和音頻信號進行調制并發射出去。3、設計一個基于運算放大器的差分放大器電路，共模抑制比不小于80dB，用于放大差分信號并抑制共模干擾。4、在數據結構的應用中，假設需要存儲和操作一個學生成績的集合，并且能夠快速查找某個學生的成績、計算平均成績等操作。以下哪種數據結構可能是最合適的（）A.棧B.隊列C.二叉搜索樹D.哈希表5、設計一個光通信收發系統，包括光源的驅動電路、光探測器的接收電路以及信號處理電路，評估系統的性能指標。6、設計一個基于Wi-Fi技術的無線視頻監控系統，實現視頻的采集、傳輸和實時觀看，描述系統的硬件組成和軟件實現。7、假設正在設計一個數據庫的索引結構，需要支持快速的等值查詢、范圍查詢和排序操作。在這種情況下，以下哪種索引結構可能是最優的選擇？（）A.B樹索引，平衡樹結構，適用于多種查詢B.哈希索引，快速等值查詢，但不支持范圍查詢C.位圖索引，適合處理布爾值屬性的查詢D.全文索引，用于文本內容的搜索8、設計一個5V轉±12V的DC-DC電源轉換電路，輸出電流不小于0.5A，給出原理圖和元件選型。9、設計一個基于模擬乘法器的乘法型數模轉換器（DAC），分析其性能和誤差。10、設計一個基于深度學習的數字圖像分類系統，分析模型的準確性和泛化能力。11、設計一個基于LDO的低壓差線性穩壓器，輸出電壓為3.3V，最大輸出電流為1A，給出電路原理圖和性能分析。12、利用射頻電路設計一個衛星通信接收前端，包括低噪聲放大器、下變頻器等部分，給出性能指標和實現方案。13、假設要實現一個可以快速查找兩個節點之間是否存在路徑的圖數據結構。以下哪種表示方法和搜索算法的組合最適合？（）A.鄰接矩陣和深度優先搜索B.鄰接表和廣度優先搜索C.鄰接矩陣和廣度優先搜索D.鄰接表和深度優先搜索14、設計一個簡單的直流穩壓電源，輸出電壓為+5V、+12V和-12V，最大輸出電流為1A，電壓調整率小于1%，負載調整率小于5%。15、設計一個基于ARM的嵌入式圖像識別系統，能夠對特定目標進行識別和分類，闡述系統的硬件架構和算法實現。16、設計一個音頻均衡器擴展電路，能夠增加均衡器的頻段數量和調節精度，并且具有預設模式。17、設計一個基于光電傳感器的自動門控制系統，當有人靠近時自動開門，一段時間后自動關門。18、設計一個射頻電路中的濾波器性能優化方案，包括帶寬、插入損耗和帶外抑制等指標。19、設計一個基于FPGA的數字頻率合成器，輸出頻率穩定度優于10^-6，相位噪聲低于-100dBc/Hz@1kHz。20、設計一個簡單的程控交換機，實現若干用戶之間的通話連接和切換，考慮通話質量和資源分配等問題。21、設計一個用于智能音箱的語音處理模塊，能夠實現語音喚醒、識別和合成，給出系統架構和算法實現。22、設計一個基于傳感器網絡的智能溫室控制系統，能夠精確控制溫室內的環境參數，提高作物產量。23、樹是一種非線性數據結構，具有層次關系。以下關于樹的描述，不正確的是：（）A.二叉樹的每個節點最多有兩個子節點，分為左子節點和右子節點B.二叉搜索樹的左子樹中的節點值小于根節點值，右子樹中的節點值大于根節點值，便于快速查找、插入和刪除C.平衡二叉樹通過自動調整保持樹的平衡，提高了查找效率，但插入和刪除操作相對復雜D.樹的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，且每種遍歷方式的時間復雜度都是相同的，與樹的結構無關24、哈夫曼樹是一種最優二叉樹，常用于數據壓縮。以下關于哈夫曼樹的特點，錯誤的是（）A.帶權路徑長度最小B.沒有度為1的節點C.權值越大的節點離根節點越近D.哈夫曼樹的構建過程是唯一的25、利用數字邏輯電路設計一個交通流量統計系統，能夠對道路上的車輛數量進行實時統計和分析。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）比較冒泡排序和快速排序在不同規模數據下的性能表現，并分析原因。2、（本題5分）詳細闡述如何在一個具有n個元素的無序鏈表中，使用歸并排序算法進行排序，給出算法步驟和時間復雜度分析。3、（本題5分）論述在一個具有n個頂點的有向圖中，如何計算強連通分量。4、（本題5分）解釋數據結構中棧的應用場景，如表達式的前綴、中綴、后綴轉換等，并說明其原理。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于AVL樹和廣度優先搜索算法，設計一個程序，在一個社交網絡中找出某個用戶的所有二度好友。2、（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。3、（本題5分）設計一個大根堆，用于管理電商平臺的商品庫存，能夠根據銷量對商品進行排序，實現商品的入庫、出庫和庫存查詢功能。4、（本題5分）實現一個算法，對一個矩陣進行順時針旋轉90度。5、（本題5分）設計一個程序，用平衡二叉樹存儲股票的價格數據，實現快速的價格查詢和更新操作。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某在線圖書館的圖書借閱系統需要記錄圖書的借閱者、借閱時間、應還時間、是否逾期等信息。設計數據結構來管理圖書借閱情況，支持借閱、歸還、續借等操作，能夠及時提醒借閱者歸還圖書并統計圖書的借閱頻率。2、（本題10分）在一個在線電影票務系統中，需要管理電影院信息、影片排片、座位預訂和票房統計等。設計一種數據結構來存儲這些信息，支持電影院和影片的添加、刪除和修改，座位的預訂和取消，票