麗水學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第2頁(yè)，共2頁(yè)麗水學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1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)具有電源管理功能的集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同電源軌的監(jiān)控和控制，給出電路設(shè)計(jì)和功能驗(yàn)證。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的水質(zhì)硬度檢測(cè)系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確地檢測(cè)水質(zhì)硬度。3、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于舞臺(tái)燈光控制的調(diào)光器，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光的平滑調(diào)節(jié)和多種燈光效果。4、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(shuō)明硬件實(shí)現(xiàn)和協(xié)議棧。5、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)物流配送中心的貨物跟蹤系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)方案，實(shí)時(shí)掌握貨物位置和狀態(tài)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的圖像邊緣檢測(cè)系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出圖像的邊緣信息。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的電梯群控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多部電梯的合理調(diào)度，提高運(yùn)行效率。8、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。在堆的操作中，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.大根堆中，根節(jié)點(diǎn)的值大于其左右子節(jié)點(diǎn)的值B.小根堆中，根節(jié)點(diǎn)的值小于其左右子節(jié)點(diǎn)的值C.可以通過(guò)堆排序算法對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序D.堆的插入和刪除操作時(shí)間復(fù)雜度為O(n)9、在排序算法的穩(wěn)定性方面，插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法。這意味著在排序過(guò)程中（）A.相同元素的相對(duì)順序不會(huì)改變B.排序速度較快C.不需要額外的存儲(chǔ)空間D.以上都不是10、鏈表是一種常見的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。在鏈表中，又分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表等。以下關(guān)于鏈表的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.單鏈表中每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)指向后繼節(jié)點(diǎn)的指針B.雙向鏈表中每個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)指針，分別指向前驅(qū)節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)C.循環(huán)鏈表的尾節(jié)點(diǎn)指針指向頭節(jié)點(diǎn)，形成一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)D.鏈表的插入和刪除操作在任何位置都能高效完成，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)11、設(shè)計(jì)一個(gè)藍(lán)牙音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的音頻無(wú)線傳輸，距離不小于10米，詳細(xì)描述系統(tǒng)方案和編碼算法。12、在一個(gè)需要頻繁合并和查找集合元素所屬集合的場(chǎng)景中，例如在圖像處理中合并相似的區(qū)域，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.并查集，能夠高效地進(jìn)行集合的合并和查找B.二叉搜索樹，主要用于元素的查找和排序C.圖，用于表示復(fù)雜的關(guān)系，對(duì)于簡(jiǎn)單的集合操作可能過(guò)于復(fù)雜D.鏈表，合并和查找操作效率較低13、設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，滿足特定的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、性能和可靠性要求，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能分析和優(yōu)化。14、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，調(diào)制方式為ASK、FSK、PSK等。15、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，?？梢杂糜趯?shí)現(xiàn)表達(dá)式求值。以下關(guān)于棧在表達(dá)式求值中的作用，正確的是：（）A.棧用于存儲(chǔ)操作數(shù)，按照先進(jìn)后出的原則進(jìn)行計(jì)算B.棧用于存儲(chǔ)運(yùn)算符，根據(jù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行計(jì)算C.棧在表達(dá)式求值中作用不大，主要依靠復(fù)雜的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)D.表達(dá)式求值不需要使用棧，直接按照順序計(jì)算即可16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的入庫(kù)、出庫(kù)、庫(kù)存盤點(diǎn)等功能。17、在處理字符串時(shí)，KMP算法是一種改進(jìn)的模式匹配算法。以下關(guān)于KMP算法的優(yōu)點(diǎn)，描述不正確的是（）A.避免了模式串的回溯B.時(shí)間復(fù)雜度低于樸素模式匹配算法C.不需要對(duì)主串進(jìn)行預(yù)處理D.提高了模式匹配的效率18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的UART轉(zhuǎn)SPI通信橋接模塊，實(shí)現(xiàn)兩種接口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，給出硬件描述和功能驗(yàn)證。19、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能充電控制器，能夠?qū)?2V的蓄電池進(jìn)行充電管理，實(shí)現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放保護(hù)，描述電路原理和控制策略。20、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(guò)短信通知車主。21、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)糾錯(cuò)電路，能夠?qū)φ{(diào)制解調(diào)過(guò)程中的錯(cuò)誤進(jìn)行檢測(cè)和糾正，提高通信的可靠性。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無(wú)線通信技術(shù)的智能環(huán)境監(jiān)測(cè)站，能夠監(jiān)測(cè)溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速等多種環(huán)境參數(shù)。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻運(yùn)放的耳機(jī)均衡器，能夠?qū)Σ煌l段的音頻進(jìn)行獨(dú)立的增益調(diào)節(jié)。24、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)的健康監(jiān)測(cè)手環(huán)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)心率、血壓、運(yùn)動(dòng)步數(shù)等健康數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)绞謾C(jī)端。25、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理中IIR濾波器和FIR濾波器的性能比較方案，在相同條件下分析濾波效果和資源消耗。26、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器噪聲抑制與功率擴(kuò)展電路，能夠降低放大器的噪聲水平，同時(shí)增加輸出功率。27、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理中的音頻時(shí)頻分析和特征提取系統(tǒng)，分析特征的有效性。28、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的電壓比較器電路，能夠比較兩個(gè)輸入電壓的大小，并輸出相應(yīng)的高低電平信號(hào)。29、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能煙霧報(bào)警器系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的煙霧濃度，當(dāng)濃度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，并通過(guò)GSM模塊發(fā)送報(bào)警短信。30、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)在線論壇需要存儲(chǔ)帖子和回復(fù)信息。每個(gè)帖子有帖子ID、標(biāo)題、內(nèi)容、作者、發(fā)布時(shí)間等，回復(fù)有回復(fù)ID、帖子ID、內(nèi)容、回復(fù)者、回復(fù)時(shí)間。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理帖子和回復(fù)數(shù)據(jù)，能夠快速查找特定帖子和其回復(fù)、按照主題分類、刪除違規(guī)帖子和回復(fù)，并統(tǒng)計(jì)每個(gè)主題的帖子數(shù)量。2、（本題5分）某電商平臺(tái)的售后服務(wù)系統(tǒng)需要記錄用戶的售后申請(qǐng)、處理進(jìn)度、解決方案和用戶反饋等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持售后申請(qǐng)的提交和受理，處理進(jìn)度的更新，解決方案的記錄和用戶反饋的收集，并能夠分析售后數(shù)據(jù)以改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量。3、（本題5分）一個(gè)在線音樂(lè)平臺(tái)的歌單管理系統(tǒng)需要對(duì)用戶創(chuàng)建的歌單和歌曲信息進(jìn)行管理。歌單信息包括歌單編號(hào)、名稱、歌曲列表等，歌曲信息包括歌曲ID、名稱、歌手等。這些信息以鄰接多重表的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個(gè)歌單中的歌曲；（2）向歌單中添加或刪除歌曲；（3）合并兩個(gè)歌單；（4）統(tǒng)計(jì)用戶創(chuàng)建的歌單數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）一個(gè)在線游戲的玩家信息管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)玩家的信息，如玩家編號(hào)、玩家昵稱、游戲等級(jí)、游戲積分、在線狀態(tài)等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定玩家、按照游戲積分對(duì)玩家進(jìn)行排名、新增玩家、刪除玩家以及更新玩家的在線狀態(tài)和游戲等級(jí)。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化策略。5、（本題5分）一個(gè)在線教育平臺(tái)的課程評(píng)價(jià)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)課程評(píng)價(jià)信息，如課程編號(hào)、評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)者、評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)、評(píng)價(jià)時(shí)間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定課程的評(píng)價(jià)、按照評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)對(duì)評(píng)價(jià)進(jìn)行排序、新增評(píng)價(jià)、修改評(píng)價(jià)、刪除惡意評(píng)價(jià)。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）什么是二叉搜索樹的刪除操作的遞歸實(shí)現(xiàn)？請(qǐng)描述其實(shí)現(xiàn)過(guò)程。2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明堆的概念，包括最大堆和最小堆，以及如何進(jìn)行堆的構(gòu)建、插入和刪除操作。3、（本題5分）解釋什么是線段樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，說(shuō)明其應(yīng)用場(chǎng)景和構(gòu)建過(guò)程，并闡述如何進(jìn)行區(qū)間查詢和更新操作。4、（本題5分）論述如何使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法解決編輯距離問(wèn)題。5、