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

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《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15個(gè)小題，每小題1分，共15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)基于編碼器和驅(qū)動(dòng)器的伺服電機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高精度的位置和速度控制。2、在樹(shù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，除了二叉樹(shù)，還有多叉樹(shù)。假設(shè)一個(gè)多叉樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)數(shù)量不確定，以下哪種存儲(chǔ)方式可能更靈活（）A.雙親表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式都不靈活3、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)視頻壓縮編碼的硬件加速模塊，提高視頻處理速度。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CPLD的數(shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)8位加法器和8位乘法器，給出硬件描述語(yǔ)言代碼和仿真結(jié)果。5、假設(shè)正在開(kāi)發(fā)一個(gè)操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理模塊，需要有效地分配和回收內(nèi)存空間，并且能夠快速查找空閑的內(nèi)存塊。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的選擇？（）A.二叉搜索樹(shù)，存儲(chǔ)內(nèi)存塊的信息B.鏈表，記錄內(nèi)存塊的使用情況C.哈希表，快速定位空閑內(nèi)存塊D.數(shù)組，直接分配和管理內(nèi)存6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低能耗（BLE）的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測(cè)心率、運(yùn)動(dòng)步數(shù)和睡眠質(zhì)量，并與手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，說(shuō)明硬件設(shè)計(jì)和軟件架構(gòu)。7、棧是一種特殊的線性表，其操作遵循后進(jìn)先出的原則。關(guān)于棧的應(yīng)用，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.?？梢杂糜诒磉_(dá)式求值B.?？梢杂糜趯?shí)現(xiàn)函數(shù)調(diào)用時(shí)的參數(shù)傳遞和返回地址保存C.?？梢杂糜趯⑦f歸算法轉(zhuǎn)換為非遞歸算法D.棧不適合用于判斷一個(gè)字符串是否是回文8、設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療成像設(shè)備的信號(hào)采集系統(tǒng)，如CT、MRI等，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精度的數(shù)據(jù)采集，給出系統(tǒng)架構(gòu)和接口設(shè)計(jì)。9、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)患者數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和醫(yī)生的遠(yuǎn)程診斷。10、考慮哈希沖突的解決方法，開(kāi)放定址法和鏈地址法是常見(jiàn)的策略。假設(shè)一個(gè)哈希表的負(fù)載較高，容易發(fā)生沖突。以下哪種方法在這種情況下可能表現(xiàn)更好（）A.開(kāi)放定址法B.鏈地址法C.兩種方法效果相同D.無(wú)法確定11、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索是兩種基本方法。以下關(guān)于這兩種算法的描述中，不正確的是（）A.深度優(yōu)先搜索使用棧來(lái)實(shí)現(xiàn)，廣度優(yōu)先搜索使用隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)B.深度優(yōu)先搜索可能會(huì)陷入死循環(huán)，廣度優(yōu)先搜索不會(huì)C.對(duì)于同一個(gè)圖，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索得到的遍歷結(jié)果一定相同D.這兩種算法都可以用于求解圖的連通性問(wèn)題12、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。13、設(shè)計(jì)一個(gè)用于雷達(dá)系統(tǒng)的中頻放大器，帶寬為10MHz，增益為50dB，噪聲系數(shù)小于5dB，闡述電路結(jié)構(gòu)和器件選擇。14、考慮一個(gè)在線游戲的玩家排行榜系統(tǒng)，需要根據(jù)玩家的得分實(shí)時(shí)更新排名，并且能夠快速獲取前幾名的玩家信息。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最合適的？（）A.用數(shù)組存儲(chǔ)玩家信息，每次更新進(jìn)行全排序B.構(gòu)建大根堆來(lái)存儲(chǔ)玩家得分，便于獲取前幾名C.利用鏈表存儲(chǔ)，通過(guò)比較逐個(gè)更新排名D.使用二叉搜索樹(shù)，根據(jù)得分進(jìn)行排序和查找15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙Mesh技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)燈具的分組控制和場(chǎng)景切換。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在一個(gè)二叉樹(shù)中，如何實(shí)現(xiàn)層序遍歷的非遞歸實(shí)現(xiàn)？2、（本題5分）深入分析在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的帶權(quán)無(wú)向圖中，如何使用弗洛伊德算法求解所有頂點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑。3、（本題5分）論述跳表的查找性能與層數(shù)之間的關(guān)系，并分析最優(yōu)層數(shù)的選擇策略。4、（本題5分）解釋如何在一個(gè)帶權(quán)有向圖中計(jì)算源點(diǎn)到所有頂點(diǎn)的最長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某電商平臺(tái)需要對(duì)商品進(jìn)行分類管理，并支持快速查詢和更新商品信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)商品分類信息，包括分類名稱、編號(hào)、父分類等，并實(shí)現(xiàn)添加、刪除、查找和修改分類的操作。同時(shí)，考慮如何優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以提高操作的效率。2、（本題5分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的基本信息，如員工編號(hào)、姓名、年齡、職位、工資等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定員工的信息、按照工資高低對(duì)員工進(jìn)行排序、新增和刪除員工記錄，并且支持對(duì)員工信息的修改。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述如何實(shí)現(xiàn)這些功能，包括算法設(shè)計(jì)和代碼實(shí)現(xiàn)，以及對(duì)性能的分析。3、（本題5分）一個(gè)在線租房平臺(tái)需要管理房源信息、租客信息、租賃合同和租金支付等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持房源的發(fā)布、查找和修改，租客的注冊(cè)和信息管理，租賃合同的簽訂和租金支付記錄，并能夠保障交易的安全和糾紛處理。4、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的教師教學(xué)評(píng)價(jià)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)教師評(píng)價(jià)信息，如教師編號(hào)、教師姓名、評(píng)價(jià)課程、評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)、評(píng)價(jià)內(nèi)容等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定教師的評(píng)價(jià)、按照評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)對(duì)教師進(jìn)行排序、新增評(píng)價(jià)、修改評(píng)價(jià)以及刪除評(píng)價(jià)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。5、（本題5分）一個(gè)物流配送中心需要對(duì)貨物的配送路徑進(jìn)行規(guī)劃。配送地點(diǎn)以圖的形式表示，邊的權(quán)重表示兩地之間的距離。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短路徑；（2）判斷圖中是否存在負(fù)權(quán)邊，如果有，如何處理；（3）使用弗洛伊德算法計(jì)算所有點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑；（4）如果新增一個(gè)配送地點(diǎn)，如何更新最短路徑。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）使用圖的深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷算法，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，找出一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的所有強(qiáng)連通分量。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一