裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁南京機電職業(yè)技術學院

《數據結構與GS算法》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、設計一個基于Zynq的異構計算平臺，實現圖像處理和數據加密等功能，給出硬件架構和軟件編程模型。2、設計一個基于霍爾傳感器的電機轉速測量系統(tǒng)，能夠準確測量電機的轉速，并將轉速數據實時顯示。3、在一個需要對大量整數進行排序的場景中，如果內存空間有限，不能一次性容納所有數據，以下哪種排序算法可能是最合適的？（）A.冒泡排序，簡單但效率低，不適合大數據量B.快速排序，通常在內存中進行，不適合內存受限情況C.歸并排序，可以采用外部排序的方式處理大數據量D.插入排序，適用于少量數據，不適合大規(guī)模數據4、考慮一個搜索引擎的索引構建過程，需要對大量的網頁內容進行分詞、索引和存儲，以便能夠快速地根據用戶的查詢關鍵詞返回相關的網頁。以下哪種數據結構和算法常用于搜索引擎的索引構建和查詢處理？（）A.倒排索引和分詞算法B.正排索引和冒泡排序C.索引鏈表和選擇排序D.索引數組和插入排序5、設計一個音頻混音器，能夠將多個音頻輸入信號進行混合，并調節(jié)各通道的音量，給出電路設計和混音算法。6、設計一個基于數字信號處理的圖像壓縮系統(tǒng)，能夠對圖像進行高效壓縮，減少存儲空間和傳輸帶寬需求。7、隊列也是一種常見的線性表，具有特定的特性。關于隊列的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.隊列遵循先進先出（FIFO）的原則，插入在隊尾，刪除在隊頭B.循環(huán)隊列可以有效地解決普通隊列可能出現的假溢出問題C.隊列的入隊和出隊操作的時間復雜度均為O(n)，其中n為隊列的長度D.隊列在計算機操作系統(tǒng)的作業(yè)調度、消息緩沖等方面有廣泛應用8、設計一個基于D/A轉換器的三角波信號發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為100Hz-1kHz，幅度可調。9、在樹的遍歷中，如果需要按照層次從上到下、從左到右的順序訪問節(jié)點，應該使用哪種遍歷方式（）A.先序遍歷B.中序遍歷C.后序遍歷D.層次遍歷10、設計一個基于藍牙4.2技術的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測運動數據（如步數、距離、消耗卡路里等）和睡眠質量。11、字符串是一種常見的數據類型，在字符串的操作中，模式匹配是重要的問題。關于樸素的模式匹配算法，以下描述錯誤的是（）A.時間復雜度較高B.從主串的第一個字符開始依次匹配C.每次匹配失敗后，模式串需要回溯到起始位置D.是一種高效的模式匹配算法12、設計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，實現圖像的縮放、旋轉等功能，給出硬件設計和圖像處理算法。13、設計一個音頻功率放大器保護電路，能夠在功放出現故障時自動切斷電源，保護揚聲器和功放電路。14、設計一個基于單片機的智能車庫照明系統(tǒng)，根據車輛進出自動控制燈光的開啟和關閉。15、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。16、設計一個數字信號發(fā)生器電路，能夠產生不同類型的數字信號，如脈沖信號、方波信號、正弦波信號等，信號頻率和幅度可調節(jié)。17、設計一個智能溫度傳感器，能夠實時測量環(huán)境溫度并通過無線方式將數據傳輸到接收端，具備低功耗和高精度的特點。18、設計一個基于藍牙5.0技術的無線耳機系統(tǒng)，具備穩(wěn)定的音頻傳輸、低延遲和長續(xù)航功能。19、設計一個基于形態(tài)學處理的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，分析處理效果和算法復雜度。20、設計一個數字鑒相器，能夠測量兩個輸入信號的相位差，精度達到1度，給出電路結構和工作原理。21、設計一個基于ADC和微控制器的光照強度測量系統(tǒng)，能夠測量0-10000lux的光照強度，精度達到1lux。22、設計一個簡單的數字信號調制解調系統(tǒng)，能夠實現ASK、FSK、PSK等調制方式，給出系統(tǒng)的硬件電路和軟件實現。23、設計一個數字電壓表自動校準電路，能夠定期自動對電壓表進行校準，提高測量精度。24、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25、設計一個數字音頻處理中的音頻降噪系統(tǒng)，分析降噪效果和對音質的影響。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）數組的查找算法有哪些？分別闡述它們的時間復雜度和適用場景。2、（本題5分）詳細闡述在選擇排序的變體中，如堆選擇排序，如何利用堆的性質優(yōu)化選擇過程。3、（本題5分）在圖的存儲中，如何處理圖的多重邊和自環(huán)對算法的影響？4、（本題5分）解釋數據結構中棧的應用場景，如括號有效性檢查、網頁歷史記錄管理等，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）構建一個算法，在一個有向圖中找出所有頂點的強連通分量的數量。2、（本題5分）給定一個有向圖，設計算法判斷圖中是否存在回路，若存在，輸出回路路徑。3、（本題5分）設計算法檢測圖是否為二部圖，通過實際案例說明其應用價值。4、（本題5分）設計一個程序，使用Prim算法構建給定無向圖的最小生成樹，輸出生成樹的邊。5、（本題5分）設計一個程序，通過并查集判斷給定的幾何圖形是否存在相交情況。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線游戲的玩家信息管理系統(tǒng)需要存儲玩家的信息，如玩家編號、玩家昵稱、游戲等級、游戲積分、在線狀態(tài)等。系統(tǒng)要實現快速查找特定玩家、按照游戲積分對玩家進行排名、新增玩家、刪除玩家以及更新玩家的在線狀態(tài)和游戲等級。請確定合適的數據結構，并詳細說明算法和代碼實現，同時討論性能優(yōu)化策略。2、（本題10分）一個大型圖書館需要管理其海量的圖書信息，包括書名、作者、出版社、出版年份、館藏數量等。這些信息以二叉搜索樹的形式存儲。請設計算法實現以下操作：（1）插入一本