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1頁，共3頁北京科技大學

《數據結構與算法分析課程設計》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15個小題，每小題2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、在數據結構的性能評估中，以下關于時間復雜度和空間復雜度的說法，不正確的是：（）A.時間復雜度反映了算法執行時間與輸入規模之間的關系B.空間復雜度反映了算法所需存儲空間與輸入規模之間的關系C.時間復雜度和空間復雜度越低越好，不需要考慮其他因素D.可以通過優化算法來降低時間復雜度和空間復雜度2、設計一個簡單的數字信號調制解調系統，能夠實現ASK、FSK、PSK等調制方式，給出系統的硬件電路和軟件實現。3、平衡二叉樹是為了改進二叉搜索樹在某些情況下性能不佳而提出的。以下關于平衡二叉樹的敘述中，不正確的是（）A.平衡二叉樹通過旋轉操作保持樹的平衡B.平衡二叉樹的左右子樹高度差絕對值不超過1C.插入和刪除操作可能會導致平衡二叉樹失去平衡D.平衡二叉樹的查找效率一定高于二叉搜索樹4、在一個用數組實現的小頂堆中，刪除堆頂元素后，為了保持堆的性質，需要進行的調整操作的時間復雜度為？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)5、設計一個基于STM32的智能家居控制系統，能夠實現對燈光、窗簾、空調等設備的控制，描述系統的硬件架構和軟件編程。6、設計一個基于FPGA的圖像縮放系統，能夠對輸入圖像進行任意比例的縮放，說明算法原理和硬件實現。7、設計一個基于STM8S的智能家電控制器，能夠實現遠程控制和智能場景切換，給出硬件電路和通信協議。8、設計一個基于FPGA的圖像濾波系統，實現中值濾波、均值濾波等功能，去除圖像噪聲。9、設計一個基于FPGA的數字濾波器，能夠對輸入的數字信號進行濾波處理，如低通、高通、帶通等，闡述硬件實現過程和仿真結果。10、設計一個通信系統中的信道編碼模塊，實現某種糾錯編碼算法，分析其糾錯能力和編碼效率。11、設計一個基于鎖相環的頻率合成器系統，能夠輸出頻率范圍為10MHz-1GHz，頻率分辨率為1Hz，相位噪聲小于-120dBc/Hz@1kHz偏移。12、設計一個基于LoRa技術的遠距離無線傳輸系統，傳輸距離不小于5公里，數據傳輸速率不低于1kbps，說明系統架構和網絡配置。13、設計一個基于編碼器和驅動器的機器人關節控制系統，實現關節的精確運動控制。14、當使用數組實現隊列時，為了避免假溢出，通常采用循環隊列的方式。假設一個循環隊列的容量為10，當前隊頭指針為3，隊尾指針為8。此時入隊一個元素后，隊尾指針應該指向哪里（）A.9B.0C.7D.115、設計一個衛星導航系統中的衛星軌道參數計算和預測模塊，分析軌道精度。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）數組的索引是如何確定的？在不同編程語言中索引的使用有哪些注意事項？2、（本題5分）解釋如何使用循環鏈表解決約瑟夫環問題，說明問題的背景和解決方案，并分析其時間復雜度。3、（本題5分）在一個鏈表中，如何查找倒數第k個結點？請給出算法思路和代碼示例。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某公司的客戶關系管理系統需要存儲客戶的基本信息、購買記錄、投訴建議和跟進狀態等。設計一種數據結構來存儲這些信息，實現客戶信息的添加、刪除、查找和修改，購買記錄的分析，投訴建議的處理和跟進狀態的更新，并能夠對客戶進行分類和價值評估。2、（本題5分）某外賣配送平臺需要根據騎手的位置和訂單信息進行任務分配，確保高效配送。設計合適的數據結構和算法，實現訂單的合理分配和配送路徑規劃。3、（本題5分）一個在線論壇需要存儲帖子和回復信息。每個帖子有帖子ID、標題、內容、作者、發布時間等，回復有回復ID、帖子ID、內容、回復者、回復時間。請設計數據結構來管理帖子和回復數據，能夠快速查找特定帖子和其回復、按照主題分類、刪除違規帖子和回復，并統計每個主題的帖子數量。4、（本題5分）在一個在線旅游行程規劃系統中，用戶可以自定義旅游行程，包括景點、住宿、交通等安排。設計數據結構來存儲用戶的行程規劃，支持行程的修改、分享和評價，能夠根據用戶需求提供合理的行程建議和優化方案。5、（本題5分）一家在線醫療平臺需要管理患者的病歷信息、診斷結果和治療方案。病歷信息包括患者ID、基本信息、癥狀描述，診斷結果包括診斷ID、患者ID、診斷結論，治療方案包括方案ID、患者ID、治療步驟。設計數據結構來存儲這些醫療數據，實現患者信息的快速查詢、診斷結果的對比分析、治療方案的跟蹤，并保障數據的安全性和隱私性。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個程序，使用二叉樹結構存儲學生的課程成績，實