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2頁，共2頁喀什大學

《數據結構W》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、設計一個基于FPGA的數字通信收發系統，支持常見的通信協議，如UART、SPI等。2、設計一個溫度控制系統擴展電路，能夠增加溫度控制的精度和穩定性，并且具有遠程控制功能。3、設計一個簡單的數字電視信號接收器，能夠接收和解碼數字電視信號，給出硬件設計和解碼算法。4、利用數字電路技術，設計一個自動售貨機的控制系統，實現商品選擇、支付和出貨功能。5、在一個在線游戲的玩家匹配系統中，需要根據玩家的技能水平將他們分組。以下哪種數據結構適合快速確定某個玩家應該屬于哪個組？（）A.平衡二叉樹B.哈希表C.堆D.圖6、設計一個簡單的無線數據傳輸系統，采用Zigbee技術，實現多個節點之間的通信，描述系統的硬件組成和軟件流程。7、設計一個基于藍牙技術的無線傳感器網絡節點，能夠采集環境溫度、濕度和光照等信息，并將數據發送到手機終端，說明節點的硬件設計和軟件流程。8、設計一個基于數字信號處理的圖像去噪系統，能夠有效去除圖像中的噪聲，同時保持圖像細節。9、設計一個使用硬件描述語言實現數字邏輯功能的模塊，如狀態機，進行功能仿真和綜合。10、設計一個通信系統中的自適應編碼調制（ACM）控制模塊，實現根據信道條件動態調整編碼和調制方式。11、設計一個基于ADC和DAC的模擬信號采集與回放系統，采樣頻率不低于100kHz，量化精度為12位。12、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。以下關于冒泡排序的描述，錯誤的是：（）A.冒泡排序通過不斷比較相鄰元素并交換位置來實現排序B.冒泡排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)C.冒泡排序是一種穩定的排序算法D.冒泡排序每次都能將最大的元素移動到數組的末尾13、設計一個基于音頻運放的耳機均衡器，能夠對不同頻段的音頻進行獨立的增益調節。14、設計一個基于FPGA的圖像旋轉系統，能夠對圖像進行任意角度的旋轉。15、在數組實現的順序隊列中，front指針指向隊頭元素，rear指針指向隊尾元素的下一個位置。假設隊列的最大容量為10，初始時front=rear=0。進行了5次入隊操作和3次出隊操作后，隊列中的元素個數是多少？（）A.2B.3C.5D.816、設計一個基于光電傳感器的自動照明控制系統，能夠根據環境光線強度自動調節燈光亮度，實現節能和舒適的照明效果。17、字符串也是一種常見的數據結構。假設要比較兩個字符串的大小，通常是按照字符的ASCII碼值逐個比較。如果有兩個字符串"apple"和"banana"，以下哪種比較方式是正確的？（）A.比較兩個字符串的長度B.從第一個字符開始依次比較，直到出現不同的字符C.隨機比較字符串中的字符D.比較字符串中出現頻率最高的字符18、設計一個基于DSP的音頻降噪系統，能夠有效降低背景噪聲，給出算法原理和代碼實現。19、考慮隊列這種數據結構，它遵循先進先出的原則。假設一個銀行需要管理客戶的排隊等待服務，每個客戶按照到達的順序接受服務。為了有效地組織和管理客戶的等待過程，以下關于隊列的操作，哪個是最關鍵的（）A.隨機刪除隊列中的元素B.在隊列中間插入新的客戶C.讀取隊列頭部的客戶信息D.對隊列中的元素進行排序20、利用傳感器設計一個自動照明控制系統，根據環境光線強度自動控制燈光的開啟和關閉，并可以調節燈光亮度。21、在一個網絡數據包的處理系統中，需要按照到達的時間順序存儲和處理數據包。以下哪種數據結構最適合？（）A.隊列B.棧C.二叉搜索樹D.哈希表22、設計一個簡單的觸摸顯示屏控制系統，能夠實現觸摸操作的響應和顯示內容的更新，闡述硬件電路和軟件驅動的實現方法。23、根據數字信號處理知識，設計一個數字音樂合成器，能夠生成各種樂器的聲音和音樂旋律。24、設計一個集成電路制造中光刻膠的選擇和涂覆工藝優化方案，提高光刻質量。25、在數據結構的選擇中，需要考慮時間復雜度、空間復雜度和操作的便捷性等因素。以下情況中，優先選擇數組而不是鏈表的是（）A.頻繁進行插入和刪除操作B.事先不知道數據的規模大小C.需要快速隨機訪問元素D.內存空間有限26、在一個圖像處理軟件中，需要對圖像的像素數據進行操作，如快速找到相鄰像素的最大值、最小值等，并能夠高效地進行區域填充。對于這樣的圖像數據處理需求，以下哪種數據結構可能是最有用的？（）A.二維數組，直接對應圖像的像素矩陣B.二叉樹，對像素值進行排序和查找C.圖，表示像素之間的關系D.哈希表，快速定位特定像素的信息27、考慮到一個圖的遍歷問題，假設需要判斷一個圖是否存在環，并且找出所有的環。以下哪種數據結構和算法常用于解決這類問題？（）A.深度優先搜索結合棧B.廣度優先搜索結合隊列C.拓撲排序結合棧D.強連通分量算法結合并查集28、設計一個基于NFC技術的近場通信系統，實現數據傳輸和支付功能，說明系統組成和安全機制。29、設計一個太陽能充電控制器，能夠對太陽能電池板的輸出進行控制和管理，實現對蓄電池的有效充電，包括電路設計和控制策略。30、設計一個基于ZigBee技術的智能電表抄表系統，實現遠程自動抄表和數據統計分析。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某公司的庫存管理系統需要記錄原材料、半成品和成品的庫存數量、成本和存放位置等信息。設計一種數據結構來存儲這些信息，實現庫存的入庫、出庫、盤點和成本核算操作，并能夠根據銷售預測和生產計劃進行庫存預警和補貨建議。2、（本題5分）一個超市的促銷活動管理系統需要存儲促銷活動的信息，如活動編號、活動名稱、活動時間、優惠方式、參與商品等。系統要支持快速查找特定促銷活動、按照活動時間對活動進行排序、新增促銷活動、修改活動規則、結束活動。請確定恰當的數據結構，并詳細闡述算法和代碼實現，以及性能優化策略。3、（本題5分）某電商平臺的商品推薦系統需要根據用戶的瀏覽和購買歷史為用戶推薦商品。系統需要存儲用戶的行為數據，包括用戶編號、商品編號、瀏覽時間、購買時間等。請設計合適的數據結構和算法，能夠快速分析用戶行為，為用戶生成個性化的商品推薦，并給出代碼實現和性能評估。4、（本題5分）某旅游景點的門票預訂系統需要管理預訂信息，包括預訂編號、游客姓名、身份證號、預訂日期、門票類型、數量等。系統要支持快速查找特定預訂、按照預訂日期對預訂進行排序、新增預訂、取消預訂以及修改預訂的門票數量。請設計適用的數據結構和算法，給出代碼實現，并分析其時間和空間性能。5、（本題5分）某公司的會議安排管理系統需要存儲會議的信息，如會議編號、會議主題、會議時間、參會人員、會議室編號等。系統要能夠快速查找特定會議、按照會議時間對會議進行排序、新增會議安排、修改會議信息、取消會議。請設計合理的數據結構和算法，并提供代碼實現和性能分析。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細闡述二叉排序樹的定義和性質，說明如何在二叉排序樹中進行插入、刪除操作以及查找操作的過程。2、（本題5分）論述如何使用回溯法解決數獨問題，給出算法的核心思想和步驟。3、（本題5分）闡述后綴樹的空間優化方法和實際應用中的考慮因素。4、（本題5分）詳細闡述在圖的深度優先遍歷算法中，如何使用遞歸和非遞歸的方式實現，以及如何避免重復訪問節點。5、（本題5分）深入解釋在具有n