湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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)數(shù)字時(shí)鐘收音機(jī)電路，能夠顯示時(shí)間、接收廣播信號(hào)并播放音頻，具有鬧鐘和定時(shí)關(guān)機(jī)功能。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于加速度傳感器的振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠監(jiān)測(cè)設(shè)備的振動(dòng)情況，并進(jìn)行故障預(yù)警。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于USB接口的數(shù)據(jù)采集卡，能夠采集模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示和分析，給出硬件設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)。4、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)，能夠檢測(cè)車輛的異常狀態(tài)并發(fā)出警報(bào)，同時(shí)通過短信通知車主。5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鎖相環(huán)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的頻率和相位跟蹤，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的無線智能家居安防系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)門窗狀態(tài)、煙霧濃度、入侵情況等，并進(jìn)行報(bào)警。7、紅黑樹是另一種平衡二叉搜索樹。對(duì)于紅黑樹的性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.紅黑樹的節(jié)點(diǎn)要么是紅色，要么是黑色，并且通過一些規(guī)則保持平衡B.紅黑樹的插入和刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度均為O(logn)，相對(duì)較為穩(wěn)定C.紅黑樹的查找性能不如AVL樹，因?yàn)槠淦胶庹{(diào)整不如AVL樹嚴(yán)格D.紅黑樹在實(shí)際應(yīng)用中比AVL樹更常見，因?yàn)槠洳迦牒蛣h除操作引起的調(diào)整相對(duì)較少8、設(shè)計(jì)一個(gè)高速串行通信接口，采用USBType-C接口，傳輸速率達(dá)到10Gbps，說明硬件實(shí)現(xiàn)和協(xié)議棧。9、運(yùn)用電子信息工程知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能電網(wǎng)的分布式能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能、風(fēng)能等分布式能源的有效整合和管理。10、設(shè)計(jì)一個(gè)高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用USB3.0接口，傳輸速率達(dá)到5Gbps，說明硬件選型和驅(qū)動(dòng)開發(fā)。11、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)一款用于智能電表的專用集成電路芯片，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量和數(shù)據(jù)通信功能。12、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字示波器探頭電路，能夠?qū)⑤斎胄盘?hào)轉(zhuǎn)換為適合示波器測(cè)量的信號(hào)，并且具有衰減和補(bǔ)償功能。13、若要在一個(gè)鏈表中刪除一個(gè)指定節(jié)點(diǎn)，以下哪個(gè)操作是必須先完成的？（）A.找到要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)B.找到要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)C.釋放要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)所占用的存儲(chǔ)空間D.更新鏈表的頭指針14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能灌溉控制器，能夠根據(jù)土壤濕度和作物需水規(guī)律自動(dòng)控制灌溉水量和時(shí)間。15、使用集成電路設(shè)計(jì)一個(gè)ADC轉(zhuǎn)換器，給出轉(zhuǎn)換精度、速度和功耗等性能指標(biāo)，并進(jìn)行電路實(shí)現(xiàn)。16、運(yùn)用電子信息工程知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能電網(wǎng)的監(jiān)控與管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力參數(shù)監(jiān)測(cè)、故障診斷和遠(yuǎn)程控制。17、設(shè)計(jì)一個(gè)低功耗集成電路系統(tǒng)，從電路結(jié)構(gòu)、電源管理等方面考慮降低功耗，分析功耗優(yōu)化效果。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光照和時(shí)間自動(dòng)控制路燈的開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)。19、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的遞歸操作中，需要注意遞歸的終止條件和?？臻g的使用。假設(shè)我們正在使用遞歸解決一個(gè)問題。以下關(guān)于遞歸的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.遞歸函數(shù)必須有明確的終止條件，否則會(huì)導(dǎo)致無限遞歸B.遞歸調(diào)用會(huì)使用系統(tǒng)的棧空間來保存中間結(jié)果和返回地址C.對(duì)于一些問題，使用迭代實(shí)現(xiàn)比遞歸實(shí)現(xiàn)效率更高D.遞歸總是比迭代更容易理解和實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該優(yōu)先使用遞歸20、在一個(gè)密碼學(xué)應(yīng)用中，需要對(duì)大量的明文進(jìn)行加密處理，并快速地查找和匹配特定的密文。為了提高加密和解密的效率以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和檢索性能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適用的？（）A.加密鏈表，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加密存儲(chǔ)B.加密二叉搜索樹，保證數(shù)據(jù)的安全性和查找效率C.加密哈希表，快速定位密文D.加密棧，按照順序存儲(chǔ)加密數(shù)據(jù)21、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤電路，能夠測(cè)量物體的重量，測(cè)量范圍為0kg到10kg，精度為±0.01kg。22、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)藍(lán)牙音頻耳機(jī)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的無線音頻傳輸和控制功能。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee的智能路燈節(jié)能系統(tǒng)，能夠根據(jù)道路上的行人和車輛情況自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。24、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分為大頂堆和小頂堆。假設(shè)存在一個(gè)小頂堆，其數(shù)組表示為[1,3,5,7,9,11]?，F(xiàn)在要插入一個(gè)值2，為了保持堆的性質(zhì)，需要進(jìn)行一系列調(diào)整操作。以下哪種調(diào)整方式是正確的？（）A.直接將2插入末尾，無需調(diào)整B.將2與父節(jié)點(diǎn)比較，若小于父節(jié)點(diǎn)則交換位置，直到滿足堆的性質(zhì)C.將2與子節(jié)點(diǎn)比較，若大于子節(jié)點(diǎn)則交換位置，直到滿足堆的性質(zhì)D.重新構(gòu)建整個(gè)堆25、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路制造中的化學(xué)氣相沉積（CVD）設(shè)備控制系統(tǒng)，優(yōu)化工藝參數(shù)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是字典樹，并說明其在單詞查找和統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用。2、（本題5分）說明隊(duì)列的先進(jìn)先出（FIFO）特性對(duì)解決哪些問題有幫助，并舉例說明。3、（本題5分）論述如何使用計(jì)數(shù)排序?qū)μ囟l件下的數(shù)組進(jìn)行排序，給出算法步驟和時(shí)間復(fù)雜度分析。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在拓?fù)渑判虻腻e(cuò)誤處理中，如何檢測(cè)和處理圖中存在環(huán)的情況。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用鄰接矩陣存儲(chǔ)有向圖，判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在邊，并輸出結(jié)果。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用線段樹和克魯斯卡爾算法的結(jié)合，為一個(gè)區(qū)域的電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃線路，確保供電可靠性和成本優(yōu)化。3、（本題5分）使用雙向鏈表和Prim算法，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，為一個(gè)物流園區(qū)的貨物運(yùn)輸路線進(jìn)行規(guī)劃，使運(yùn)輸效率最高。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在給定的數(shù)組中找出兩個(gè)數(shù)之和等于給定值的所有組合，輸出組合。5、（本題5分）利用隊(duì)列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)比賽項(xiàng)目報(bào)名管理系統(tǒng)，模擬報(bào)名的排隊(duì)和處理過程。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)在線音樂平臺(tái)需要管理大量的音樂文件信息，包括歌曲名稱、歌手、專輯、時(shí)長(zhǎng)、播放次數(shù)等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)音樂文件信息，支持快速查找、排序和更新歌曲信息，并能夠統(tǒng)計(jì)歌手的歌曲播放總次數(shù)和熱門歌曲排行榜。2、（本題10分）一個(gè)在線論壇需要管理帖子、回復(fù)、用戶信息和板塊分類等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，支持帖子的發(fā)布、