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《數據結構1》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、設計一個數字存儲示波器數據處理電路，能夠對示波器采集的數據進行處理和分析，并且具有圖形顯示功能。2、設計一個基于數字電位器的音量調節系統，能夠實現對音頻信號音量的連續調節，且調節范圍可設定。3、設計一個基于編碼器和控制器的工業機器人運動軌跡控制系統，實現預定的運動軌跡。4、當需要存儲和處理一個無向圖的鄰接信息時，以下哪種數據結構通常被使用？（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.哈希表D.二叉樹5、設計一個簡單的工業以太網通信節點，實現與工業以太網網絡的連接和數據交換，描述節點的硬件結構和通信協議。6、設計一個基于數字電路的交通信號燈控制系統，要求能夠實現紅、綠、黃三種燈的定時切換，并考慮特殊情況（如緊急車輛通行）的控制邏輯。7、利用數字信號處理技術，設計一個語音識別系統，能夠準確識別特定的語音指令并執行相應的操作。8、設計一個基于無線通信技術的智能農業灌溉控制系統，根據土壤濕度和氣象條件自動控制灌溉。9、設計一個通信系統擴頻模塊的性能測試方案，包括擴頻增益、抗干擾能力等指標的測量。10、設計一個簡單的無線通信系統，使用藍牙技術實現兩個設備之間的文本數據傳輸，傳輸距離不小于10米，數據傳輸速率不低于1Mbps。11、設計一個簡單的直流穩壓電源，輸出電壓為5V和12V可選，最大輸出電流為1A，紋波電壓小于50mV。12、使用單片機設計一個智能電子秤系統，能夠準確測量物體重量，并具有去皮、計價等功能。13、在一個循環隊列中，隊滿的條件是(rear+1)%maxSize==front，隊空的條件是front==rear。假設隊列的最大容量為5，當前front=2，rear=1，此時進行入隊操作是否可行？（）A.可行B.不可行C.不確定D.以上都不對14、使用數字信號處理技術設計一個音頻濾波器，能夠對輸入的音頻信號進行特定頻率范圍的濾波，如低通、高通或帶通濾波。15、對于一個具有n個節點的帶權無向圖，使用Prim算法生成最小生成樹，其時間復雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(ne)16、設計一個LED調光電路，能夠調節LED燈的亮度，調光范圍為0%到100%，并且具有記憶功能。17、設計一個基于單片機的智能煙霧報警器系統，能夠實時監測環境中的煙霧濃度，當濃度超過設定閾值時發出聲光報警，并通過GSM模塊發送報警短信。18、設計一個基于藍牙5.2技術的智能手環，具備健康監測、運動追蹤和消息提醒功能。19、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。20、在圖的遍歷算法中，深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS）是兩種基本方法。關于這兩種算法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.DFS從起始節點開始，沿著一條路徑盡可能深地訪問節點，然后回溯B.BFS從起始節點開始，逐層地訪問相鄰節點C.DFS和BFS的時間復雜度均與圖的節點數量和邊的數量有關，通常為O(n+m)，其中n是節點數量，m是邊的數量D.DFS適合用于查找最短路徑，BFS適合用于判斷圖是否連通二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明在哈夫曼編碼中，如何根據字符出現的頻率構建最優編碼，以及如何解碼壓縮后的文件。2、（本題5分）詳細說明在圖的存儲優化中，如何利用鄰接表和鄰接矩陣的結合來適應不同的操作需求。3、（本題5分）詳細闡述B+樹的范圍查詢操作的實現過程和優勢。4、（本題5分）詳細闡述在具有n個元素的雙向循環鏈表中，如何在指定位置插入節點，并給出具體的算法步驟和代碼實現。5、（本題5分）比較歸并排序和堆排序在空間利用效率上的不同。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）給定一個整數數組，設計算法找出其中連續子數組的最大乘積。2、（本題5分）設計一個算法，在一個字符串中查找最長回文子串，使用多種方法實現并比較性能。3、（本題5分）給定一個鏈表，設計算法將其拆分成兩個鏈表，一個包含奇數位置的節點，一個包含偶數位置的節點。4、（本題5分）設計一個數據結構和算法，用于管理一個超市的商品庫存信息（商品條碼、商品名稱、庫存數量、進價、售價等），能夠實現庫存的盤點、補貨和預警功能。5、（本題5分）設計一個程序，使用數據結構來存儲一個快遞公司的快遞員配送區域信息，能夠合理分配配送任務。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個在線游戲中，玩家的角色信息需要被實時更新和存儲。角色信息包括角色ID、角色名、等級、經驗值、裝備列表、技能列表等。設計一種數據結構來存儲這些角色數據，以便能夠快速查詢角色的詳細信息、按照等級進行排序、更新角色的經驗值和裝備，并處理多個玩家同時進行的操作。2、（本題10分）一個圖書館的圖書采購管理系統需要存儲采購計劃的信息，如采購編號、圖書名稱、作者、出版社、預計采購數量、采購進度等。系統要支持快速查找特定采購計劃、按照預計采購數量對計劃進行排序、新增采購計劃、修改采購進度、取消采購計劃。請確定恰當的數