北京化工大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁北京化工大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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(shè)計一個基于FPGA的圖像縮放系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進行任意比例的縮放，說明算法原理和硬件實現(xiàn)。2、設(shè)計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像縮放、旋轉(zhuǎn)、灰度化等基本操作。3、設(shè)計一個數(shù)字溫度計液位計智能監(jiān)測電路，能夠自動監(jiān)測溫度和液位的變化，并給出預(yù)警提示。4、在一個需要對大量數(shù)據(jù)進行去重操作的數(shù)據(jù)處理任務(wù)中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地幫助實現(xiàn)這個功能？（）A.集合B.樹C.鏈表D.隊列5、設(shè)計一個太陽能路燈控制器智能管理與節(jié)能優(yōu)化電路，能夠?qū)崿F(xiàn)路燈的智能管理和節(jié)能優(yōu)化，提高能源利用效率。6、在一個具有n個節(jié)點的二叉樹中，若每個節(jié)點的度均不超過2，則該二叉樹中葉子節(jié)點的數(shù)量至少為：（）A.n/2B.(n+1)/2C.n-1D.n7、設(shè)計一個基于單片機的智能小車控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)小車的自動避障、循跡和遠程控制功能。8、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的語音合成系統(tǒng)，能夠?qū)⑽谋巨D(zhuǎn)換為自然流暢的語音。9、已知一個棧的進棧序列為1，2，3，4，5。則下列序列中，不可能是出棧序列的是：（）A.5，4，3，2，1B.4，5，3，2，1C.4，3，5，1，2D.1，2，3，4，510、設(shè)計一個數(shù)字信號發(fā)生器電路，能夠產(chǎn)生不同類型的數(shù)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(diào)節(jié)。11、AVL樹是一種平衡二叉搜索樹。關(guān)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(zhuǎn)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(diào)整來恢復(fù)平衡，時間復(fù)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(fù)雜度比普通二叉搜索樹高，不適合存儲大量數(shù)據(jù)12、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇中，需要考慮時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度和操作的便捷性等因素。以下情況中，優(yōu)先選擇數(shù)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(shù)據(jù)的規(guī)模大小C.需要快速隨機訪問元素D.內(nèi)存空間有限13、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個數(shù)字時鐘分頻器，將輸入時鐘信號分頻為不同頻率的輸出信號。14、使用單片機設(shè)計一個智能空氣質(zhì)量監(jiān)測儀，能夠檢測多種污染物濃度并顯示，當(dāng)空氣質(zhì)量超標時進行報警。15、設(shè)計一個基于PLC的自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)線上多個設(shè)備的順序控制、邏輯控制和故障報警功能。16、設(shè)計一個音頻濾波器參數(shù)優(yōu)化電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號的特點自動優(yōu)化濾波器的參數(shù)，提高音頻質(zhì)量。17、設(shè)計一個溫度報警器電路，當(dāng)環(huán)境溫度超過設(shè)定值時，發(fā)出聲光報警信號，報警溫度可設(shè)置。18、運用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計一個企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)布線方案，確保高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。19、設(shè)計一個基于D/A轉(zhuǎn)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(diào)。20、設(shè)計一個基于運算放大器的求和放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)多個輸入信號的加權(quán)求和。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）什么是二叉搜索樹的刪除操作的非遞歸實現(xiàn)？請描述其實現(xiàn)過程。2、（本題5分）比較快速排序和選擇排序在最壞情況下的元素交換次數(shù)。3、（本題5分）在一個具有n個元素的有序鏈表中，如何刪除所有值重復(fù)的節(jié)點，只保留一個，給出算法思路和時間復(fù)雜度分析。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用鏈表實現(xiàn)一個隊列，模擬銀行叫號系統(tǒng)的排隊情況。2、（本題5分）設(shè)計一個基于紅黑樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)插入、刪除和查找操作。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用選擇排序算法對給定的浮點數(shù)數(shù)組進行排序，輸出排序后的數(shù)組。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用棧將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)，并輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個健身房的會員管理系統(tǒng)，能夠存儲會員信息、健身課程預(yù)約情況等，實現(xiàn)會員注冊、課程預(yù)約和消費記錄功能。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）某音樂播放平臺需要管理大量的音樂文件信息，包括歌曲ID、歌曲名稱、歌手、專輯、播放次數(shù)、下載次數(shù)等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些音樂信息，能夠快速查找特定歌曲、按照歌手或?qū)］嫹诸悺⒏虏シ藕拖螺d次數(shù)，并統(tǒng)計熱門歌曲。2、（本題10分）某醫(yī)院的藥品庫存管理系統(tǒng)需