湖北大學(xué)知行學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度、氣象條件等自動(dòng)控制灌溉，提供系統(tǒng)的硬件電路和控制策略。2、設(shè)計(jì)一個(gè)用于數(shù)控機(jī)床的位置控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的位置定位和運(yùn)動(dòng)控制，說明控制算法和驅(qū)動(dòng)器配置。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字溫度傳感器和無線傳輸模塊的冷鏈物流溫度監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測貨物運(yùn)輸過程中的溫度變化。4、運(yùn)用電子信息工程知識，設(shè)計(jì)一個(gè)智能交通信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)時(shí)交通流量調(diào)整信號燈時(shí)間。5、在一個(gè)人工智能的模型訓(xùn)練過程中，需要存儲(chǔ)和處理大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和參數(shù)，并能夠快速地進(jìn)行迭代和優(yōu)化。為了支持高效的模型訓(xùn)練，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)可能是最常用的？（）A.張量和并行計(jì)算B.鏈表和串行計(jì)算C.棧和遞歸計(jì)算D.隊(duì)列和分布式計(jì)算6、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，?？梢杂糜诒磉_(dá)式求值。對于中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)后綴表達(dá)式的過程，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.操作數(shù)直接輸出B.遇到左括號時(shí)入棧C.遇到右括號時(shí)，將棧頂元素依次彈出，直到遇到左括號D.運(yùn)算符的優(yōu)先級不會(huì)影響轉(zhuǎn)換過程7、根據(jù)數(shù)字信號處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)音頻頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號的頻譜分布。8、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻編碼和解碼系統(tǒng)，采用特定的編碼算法，比較編碼前后的音頻質(zhì)量和數(shù)據(jù)壓縮率。9、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等基本動(dòng)作，并可通過遙控器進(jìn)行控制。10、設(shè)計(jì)一個(gè)5V轉(zhuǎn)1.8V的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器，輸出電流不小于1A，效率達(dá)到90%以上，給出原理圖和元件選型。11、當(dāng)使用樹結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，平衡二叉樹是為了保證樹的高度平衡，從而提高查找效率。假設(shè)一個(gè)平衡二叉樹由于插入操作導(dǎo)致失衡，以下哪種調(diào)整方法可以恢復(fù)平衡（）A.旋轉(zhuǎn)操作B.重新構(gòu)建整棵樹C.忽略失衡，繼續(xù)進(jìn)行操作D.以上方法都不行12、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)一款用于工業(yè)控制的數(shù)字信號處理器芯片，滿足實(shí)時(shí)性和高精度要求。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)門控制系統(tǒng)，當(dāng)有人靠近時(shí)自動(dòng)開門，一段時(shí)間后自動(dòng)關(guān)門。14、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)高精度電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的頻率測量，精度達(dá)到±0.01Hz。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的水質(zhì)凈化設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動(dòng)控制凈化過程。二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在一個(gè)具有n個(gè)元素的雙向鏈表中，說明如何實(shí)現(xiàn)向前和向后的遍歷，以及如何在雙向鏈表中插入和刪除節(jié)點(diǎn)。2、（本題5分）闡述如何使用AC自動(dòng)機(jī)處理多模式字符串匹配問題，分析其原理和時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）解釋如何使用桶排序?qū)σ欢ǚ秶鷥?nèi)的整數(shù)進(jìn)行排序，分析其適用場景和局限性。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)在線訂餐系統(tǒng)需要處理餐廳的菜單信息、用戶訂單、配送地址和支付狀態(tài)。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)訂單的快速處理和配送優(yōu)化。2、（本題5分）某醫(yī)院的病歷管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)患者的病歷信息，包含患者編號、姓名、性別、年齡、病癥、診斷結(jié)果、治療方案等。系統(tǒng)要支持快速檢索特定患者的病歷、按照病癥的嚴(yán)重程度對病歷進(jìn)行排序、添加新的病歷、刪除舊病歷以及更新病歷內(nèi)容。請選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明如何實(shí)現(xiàn)這些功能，包括算法思路和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評估。3、（本題5分）某電商平臺(tái)的促銷活動(dòng)規(guī)則管理系統(tǒng)需要定義不同的促銷活動(dòng)類型、適用商品、優(yōu)惠條件、活動(dòng)時(shí)間等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)和管理促銷活動(dòng)規(guī)則，支持活動(dòng)的創(chuàng)建、修改、刪除和查詢，能夠準(zhǔn)確計(jì)算商品在活動(dòng)中的優(yōu)惠價(jià)格。4、（本題5分）假設(shè)一個(gè)在線健身平臺(tái)需要記錄用戶的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃、運(yùn)動(dòng)記錄和身體指標(biāo)。運(yùn)動(dòng)計(jì)劃包括計(jì)劃ID、用戶ID、運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)時(shí)間，運(yùn)動(dòng)記錄包括記錄ID、用戶ID、運(yùn)動(dòng)日期、運(yùn)動(dòng)時(shí)長、消耗卡路里，身體指標(biāo)包括指標(biāo)ID、用戶ID、體重、體脂率、血壓。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理用戶的健身數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)計(jì)劃的制定和調(diào)整、運(yùn)動(dòng)記錄的分析、身體指標(biāo)的跟蹤，并為用戶提供個(gè)性化的健身建議。5、（本題5分）某醫(yī)院的藥品庫存管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)藥品信息，如藥品編號、藥品名稱、藥品規(guī)格、庫存數(shù)量、有效期等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定藥品、按照庫存數(shù)量對藥品進(jìn)行排序、進(jìn)行藥品的入庫和出庫操作、提醒即將過期藥品。請?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）基于字典樹和平衡二叉樹的結(jié)合，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，