吉林師范大學博達學院《數(shù)據(jù)結構》2021-2022學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁吉林師范大學博達學院

《數(shù)據(jù)結構》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、隨著技術的發(fā)展，新的數(shù)據(jù)結構不斷涌現(xiàn)。以下關于新型數(shù)據(jù)結構的描述，不正確的是：（）A.新型數(shù)據(jù)結構通常是為了解決特定的問題或提高性能而提出的B.新型數(shù)據(jù)結構一定比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結構更優(yōu)秀，應完全取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結構C.了解新型數(shù)據(jù)結構有助于拓展思維和應對復雜的應用場景D.新型數(shù)據(jù)結構的應用需要根據(jù)具體需求進行評估和選擇2、設計一個簡單的光通信收發(fā)模塊，工作波長為850nm，傳輸速率為1Gbps，說明模塊的組成和關鍵技術。3、在圖的應用中，最小生成樹是一個重要的概念。關于最小生成樹的算法，以下說法錯誤的是（）A.Prim算法和Kruskal算法都可以用于求解最小生成樹B.Prim算法從一個頂點開始，逐步擴展生成樹C.Kruskal算法按照邊的權值從小到大選擇邊來構建生成樹D.最小生成樹是唯一的，無論使用哪種算法得到的結果都相同4、設計一個基于PLC的污水處理廠曝氣池控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對曝氣強度和時間的精確控制。5、在一個大小為n的數(shù)組中，使用二分查找算法查找一個特定元素，其時間復雜度為？（）A.O(n)B.O(logn)C.O(nlogn)D.O(n^2)6、在一個具有n個元素的順序表中，若要在第i個位置（1<=i<=n+1）插入一個新元素，以下哪種操作的時間復雜度最高？（）A.移動插入位置之后的所有元素B.查找插入位置C.分配新的存儲空間D.更新表的長度7、設計一個無線通信模塊抗干擾與加密電路，能夠提高無線通信的抗干擾能力，并對通信數(shù)據(jù)進行加密保護。8、假設正在實現(xiàn)一個緩存系統(tǒng)，需要存儲最近訪問過的數(shù)據(jù)，當緩存滿時刪除最久未使用的數(shù)據(jù)。以下哪種數(shù)據(jù)結構和策略可以用于實現(xiàn)這個緩存？（）A.隊列，先進先出刪除數(shù)據(jù)B.棧，后進先出刪除數(shù)據(jù)C.鏈表結合LRU（最近最少使用）策略D.數(shù)組，隨機刪除數(shù)據(jù)9、設計一個基于ARM的車載信息娛樂系統(tǒng)，具備導航、多媒體播放和藍牙通信功能，描述系統(tǒng)架構和軟件模塊。10、設計一個基于CAN總線的汽車電子控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對發(fā)動機、變速器、制動系統(tǒng)等部件的監(jiān)測和控制。11、設計一個帶通濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-2kHz。12、設計一個基于RFID技術的門禁系統(tǒng)，能夠識別合法的RFID標簽并控制門的開關，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程。13、設計一個基于Wi-Fi技術的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)視頻的采集、傳輸和實時觀看，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件實現(xiàn)。14、設計一個數(shù)字溫度計，采用DS18B20溫度傳感器，能夠通過液晶顯示屏顯示溫度值，說明硬件連接和軟件編程。15、樹狀數(shù)組是一種用于高效計算前綴和的數(shù)據(jù)結構。假設我們正在使用樹狀數(shù)組進行計算。以下關于樹狀數(shù)組的描述，哪一項是不準確的？（）A.樹狀數(shù)組通過二進制的位運算來實現(xiàn)快速的更新和查詢操作B.對于一個大規(guī)模數(shù)組，樹狀數(shù)組的空間復雜度比直接計算前綴和的方法低C.樹狀數(shù)組可以用于解決動態(tài)的區(qū)間更新和查詢問題D.樹狀數(shù)組的查詢和更新操作的時間復雜度都為O(n)16、設計一個直流穩(wěn)壓電源電路，輸出電壓為5V、12V和24V可選，最大輸出電流為2A。17、設計一個基于光電編碼器的電機位置測量系統(tǒng)，能夠精確測量電機的轉動角度和位置。18、利用數(shù)字邏輯電路設計一個密碼鎖控制系統(tǒng)，通過輸入正確的密碼實現(xiàn)開鎖，具有錯誤輸入報警功能。19、設計一個基于FPGA的數(shù)字信號濾波系統(tǒng)，實現(xiàn)FIR和IIR濾波器，參數(shù)可在線調整。20、設計一個無線遙控器語音控制電路，能夠通過語音指令控制電器設備的開關和調節(jié)，實現(xiàn)智能化控制。21、設計一個低通濾波器，采用橢圓濾波器設計，截止頻率為200Hz，通帶波紋和阻帶衰減滿足特定要求，給出電路參數(shù)和性能分析。22、設計一個基于DSP的數(shù)字信號調制系統(tǒng)，支持多種調制方式，如QAM、OFDM等，給出算法實現(xiàn)和性能優(yōu)化。23、利用模擬電路技術，設計一個用于激光打印機的高壓電源電路，為激光發(fā)生器提供穩(wěn)定的高壓。24、設計一個簡單的工業(yè)機器人運動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)機器人的軌跡規(guī)劃和運動控制，闡述系統(tǒng)的控制算法和硬件實現(xiàn)。25、根據(jù)數(shù)字信號處理理論，設計一個視頻壓縮編碼的硬件加速模塊，提高視頻處理速度。26、設計一個基于DSP的語音處理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)語音的采集、編碼、解碼和播放，給出系統(tǒng)的硬件架構和軟件算法流程。27、設計一個基于運算放大器的積分器電路，積分時間常數(shù)可調，用于對輸入信號進行積分運算。28、設計一個基于Arduino的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設備的開啟和關閉，實現(xiàn)精準灌溉。29、利用數(shù)字邏輯電路設計一個交通流量統(tǒng)計系統(tǒng)，能夠對道路上的車輛數(shù)量進行實時統(tǒng)計和分析。30、設計一個基于ARM處理器的智能家居控制系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)對燈光、窗簾、空調等設備的遠程控制和智能調節(jié)，說明系統(tǒng)架構和通信協(xié)議。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某在線考試系統(tǒng)的自動判卷功能需要記錄題目信息、考生答案和標準答案。題目信息包括題目ID、題目內容、分值，考生答案包括考生ID、題目ID、答案內容，標準答案包括題目ID、標準內容。設計數(shù)據(jù)結構來實現(xiàn)自動判卷，能夠快速對比考生答案和標準答案、計算考生得分，并統(tǒng)計題目得分率。2、（本題5分）某外賣配送平臺需要根據(jù)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(shù)據(jù)結構和算法，實現(xiàn)訂單的合理分配和配送路徑規(guī)劃。3、（本題5分）一個在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要記錄玩家的得分和排名信息。玩家信息包括玩家ID、得分、排名。請設計數(shù)據(jù)結構來實現(xiàn)排行榜的實時更新，能夠快速查詢玩家的排名、計算排名變化，并支持新玩家的加入和舊玩家的退出。4、（本題5分）假設一個社交平臺的活動組織系統(tǒng)需要記錄活動信息、參與者信息和活動流程。活動信息包括活動ID、活動名稱、組織者ID、活動時間、活動地點，參與者信息包括參與者ID、活動ID、報名時間，活動流程包括流程ID、活動ID、流程描述、時間安排。請設計數(shù)據(jù)結構來管理活動數(shù)據(jù)，實現(xiàn)活動的創(chuàng)建、參與者管理、流程跟蹤，并生成活動總結報告。5、（本題5分）一個電商平臺的售后服務管理系統(tǒng)需要存儲售后訂單的信息，包括售后訂單編號、商品編號、售后類型（退貨、換貨、維修）、處理進度、處理結果等。系統(tǒng)要支持快速查找特定售后訂單、按照處理進度對訂單進行排序、新增售后訂單、更新處理進度和結果、刪除已完成的售后訂單。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結構，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能評估。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明樹和圖的區(qū)別與聯(lián)系，舉例說明樹在計算機科學中的應用和圖在解決實際問題中的優(yōu)勢。2、（本題5分）詳細闡述如何在一個帶權無向圖中計算任意兩個頂點之間路徑的平均權值。3、（本題5分）解釋什么是堆，包括最大堆和最小堆，并說明如何在數(shù)組中構建一個堆，以及如何進行插入和刪除元素的操作。4、（本題5分）解釋如何在一個具有n個頂點的有向圖中計算每個頂點的入度和出度的差