裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁湖南文理學院芙蓉學院《數據結構與算法設計》

2023-2024學年第一學期期末試卷院(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、基于通信加密技術設計一個數據加密傳輸系統，保證數據在傳輸過程中的安全性和保密性。2、設計一個基于FPGA的高速數據緩存系統，能夠實現數據的快速存儲和讀取，給出存儲結構和控制邏輯。3、設計一個簡單的步進電機驅動器，能夠實現電機的精確控制和調速，包括驅動電路和控制程序的設計。4、設計一個基于霍爾傳感器的電流測量電路，能夠測量0-10A的直流電流，精度達到0.1A。5、設計一個基于CPLD的數字邏輯電路，實現一個8位加法器和8位乘法器，給出硬件描述語言代碼和仿真結果。6、設計一個數字圖像處理中的目標檢測系統，能夠準確檢測出特定目標，分析檢測的準確率和實時性。7、設計一個用于醫療設備的電源管理系統，要求輸出穩定、低噪聲，能夠適應不同的負載變化，給出電路拓撲和反饋控制方案。8、根據通信原理，設計一個衛星通信地面接收站的前端電路，能夠接收和解調衛星信號。9、設計一個基于運算放大器的儀表放大器電路，具有高共模抑制比和高輸入阻抗，給出電路結構和參數計算。10、設計一個簡單的數字圖像加密和解密系統，采用加密算法保證圖像安全，給出系統設計和加密效果評估。11、AVL樹是一種平衡二叉搜索樹。關于AVL樹的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.AVL樹通過旋轉操作來保持樹的平衡，左右子樹的高度差不超過1B.在AVL樹中進行插入和刪除操作后，需要通過調整來恢復平衡，時間復雜度為O(logn)C.AVL樹的查找效率在最壞情況下也能保證為O(logn)D.AVL樹的空間復雜度比普通二叉搜索樹高，不適合存儲大量數據12、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對于歸并排序的描述，不正確的是（）A.歸并排序將待排序序列不斷分成兩半，然后合并B.歸并排序在最壞、最好和平均情況下的時間復雜度均為O(nlogn)C.歸并排序需要額外的存儲空間來輔助排序D.歸并排序是一種不穩定的排序算法13、使用運算放大器設計一個音頻放大器電路，能夠將輸入的微弱音頻信號進行放大，同時具有一定的帶寬和低失真度，給出詳細的電路設計和參數計算。14、設計一個基于單片機的智能空氣質量監測系統，能夠監測多種污染物濃度并進行報警。15、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。16、設計一個基于單片機的智能交通信號燈控制系統，能夠根據不同時間段和交通流量自動調整信號燈的時長。17、設計一個基于STM8的智能風扇控制系統，能夠根據環境溫度自動調節風扇轉速，闡述系統組成和控制策略。18、設計一個音頻均衡器，能夠對不同頻段的音頻信號進行增益調節，給出電路設計和調試結果。19、設計一個基于FPGA的交通信號燈控制系統，能夠根據不同的時間段和車流量自動調整信號燈的時長，實現智能化交通控制。20、選擇排序也是一種基本的排序算法。以下關于選擇排序的描述，錯誤的是（）A.每一輪從待排序序列中選擇最小的元素，放到已排序序列的末尾B.選擇排序的時間復雜度為O(n2)，但在某些情況下比冒泡排序性能好C.選擇排序是一種不穩定的排序算法D.選擇排序不需要額外的存儲空間，空間復雜度為O(1)21、設計一個數字信號編碼方案，如曼徹斯特編碼或差分曼徹斯特編碼，分析編碼效率和抗干擾能力。22、設計一個基于光電耦合器的電氣隔離系統，實現輸入輸出信號的有效隔離，提高系統的抗干擾能力。23、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。24、設計一個紅外線測距電路，能夠測量物體與傳感器之間的距離，測量范圍為10cm到100cm，精度為±1cm。25、根據傳感器技術，設計一個用于農業的土壤濕度監測系統，能夠實時監測土壤濕度并自動控制灌溉設備。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋如何判斷一個二叉樹是否為完全二叉樹，給出算法步驟和代碼實現。2、（本題5分）深入分析在一個具有n個元素的順序表中，如何進行歸并排序，并分析其空間復雜度。3、（本題5分）闡述后綴樹在圖像處理中的潛在應用和相關技術。4、（本題5分）解釋如何在一個具有n個元素的數組中，找出兩個數之和等于給定值的所有組合，分析所使用的算法和時間復雜度。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計BM算法的實現，用于字符串快速匹配，分析其在不同模式下的表現。2、（本題5分）設計一個算法，在一個有向無環圖中計算拓撲排序的所有可能結果。3、（本題5分）設計一個程序，使用數據結構來存儲一個電商網站的商品退貨原因統計信息，支持分析退貨原因和改進商品質量。4、（本題5分）設計一個程序，構建一個大頂堆或小頂堆，并實現堆排序算法，對一組隨機數進行排序。5、（本題5分）設計一個程序，用堆排序對股票的漲跌幅數據進行排序和展示。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個社交媒體平臺中，需要管理用戶的關注關系和發布的動態信息。設計一種數據結構來存儲用戶之間的關注關系和動態信息，支持快速查詢用戶的關注者和被關注者列表，以及獲取用戶發布的最新動態，并能夠高效地推送動態給關注者。2、（本題10分）某電商直播平臺需要記錄主播的信息、直播時間、商品銷售數據和觀眾互動情況。設計數據結構來支持平臺的運營分析和主播管理。3、（本題1