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《數據結構與算法課程設計》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、設計一個無線通信中的毫米波通信系統，考慮波束成形和信道估計等關鍵技術。2、設計一個低通數字濾波器，截止頻率為500Hz，采樣頻率為2kHz，采用窗函數法進行設計。3、設計一個基于數字電位器和濾波器的音頻均衡調節系統，實現對音頻各頻段的靈活均衡調節。4、設計一個基于單片機的溫度監測與控制系統，能夠實時采集環境溫度，當溫度超過設定閾值時，啟動相應的降溫或升溫設備。5、使用集成電路設計一個比較器，給出比較精度和響應時間等性能指標，并進行電路實現和測試。6、設計一個基于DSP的語音合成系統，能夠將文本轉換為自然流暢的語音，提供算法實現和性能評估。7、設計一個基于物聯網技術的智能工廠生產管理系統，實現生產過程的自動化監控和調度。8、設計一個基于FPGA的數字信號調制解調系統，支持多種調制方式如QAM、OFDM等，給出硬件實現和性能測試。9、設計一個簡單的數字存儲示波器，能夠采集和顯示輸入信號的波形，包括硬件采集電路和軟件顯示界面的設計。10、設計一個無線通信模塊抗干擾電路，能夠提高無線通信的抗干擾能力，保證通信的穩定性。11、利用模擬電路技術，設計一個用于音頻前置放大器的噪聲抑制電路，降低背景噪聲。12、設計一個基于運放的音頻前置放大器，具有高輸入阻抗、低噪聲和一定的增益，用于提升音頻信號質量。13、設計一個基于ARM的工業控制系統，實現對生產過程的參數監測和控制，描述系統架構和軟件界面。14、對于一個有序數組，使用二分查找算法查找一個特定元素。假設數組為[1,3,5,7,9,11,13]，要查找元素7，以下關于查找過程的描述，哪個是正確的？（）A.每次都將數組分成兩等份進行比較B.先比較中間元素，如果大于中間元素則在右半部分查找，否則在左半部分查找C.從數組的第一個元素開始依次比較D.隨機選擇數組中的元素進行比較15、對于一個具有n個節點的二叉搜索樹，其平均查找長度的期望值在什么量級？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述如何使用回溯法解決0-1背包問題的精確解。2、（本題5分）闡述如何在一個圖中找到兩個節點之間的所有路徑，給出算法步驟和實現代碼，并分析其時間復雜度。3、（本題5分）詳細論述在利用二叉樹存儲數據時，如何進行前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，并給出相應的遞歸和非遞歸實現代碼。4、（本題5分）詳細闡述如何在一個圖中使用深度優先搜索計算頂點的連通度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某電商平臺的商品評價系統需要對大量的商品評價進行管理和分析。評價信息包括評價者ID、商品ID、評價內容、評價時間等。這些信息以跳表的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）按評價時間順序輸出評價；（2）查找指定商品的所有評價；（3）刪除違規或無效的評價；（4）統計某個評價者的評價數量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）在一個在線投票系統中，需要記錄每個投票選項的票數，并實時顯示投票結果。設計一種數據結構和算法，能夠高效地處理投票操作，防止重復投票，并快速地統計和展示投票結果。3、（本題5分）在一個在線論壇的帖子管理系統中，帖子有不同的主題、發布者、發布時間、回復數量等屬性。設計數據結構來存儲帖子信息，支持帖子的發布、刪除、置頂、加精等操作，能夠快速按主題、發布時間、回復數量等條件對帖子進行排序和查詢。4、（本題5分）某電商平臺的物流配送路徑規劃系統需要存儲配送地點和路徑信息，包括地點編號、地點名稱、經度、緯度、相鄰地點等。系統要實現快速查找最短配送路徑、按照距離對配送地點進行排序、新增配送地點、修改路徑信息。請選擇恰當的數據結構，并詳細說明算法和代碼實現，以及性能評估。5、（本題5分）某公司的員工管理系統需要存儲員工的個人信息，如姓名、工號、部門、職位、薪資等。請設計合適的數據結構來存儲員工信息，支持按部門、職位等條件進行快速查詢和排序，并能夠方便地進行員工信息的添加、刪除和修改操作。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個程序，使用堆結構實現對一組項目按照風險和回報進行優先級排序。2、（本題10分）利用圖的深度優先搜