西安航空學(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(yè)，共3頁(yè)西安航空學(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)基于CPLD的數(shù)字頻率計(jì)，測(cè)量范圍為1Hz至100MHz，精度為1Hz，給出硬件描述語(yǔ)言代碼和測(cè)試結(jié)果。2、已知一個(gè)帶權(quán)無(wú)向圖的頂點(diǎn)集合為{V1,V2,V3,V4,V5}，其對(duì)應(yīng)的鄰接矩陣如下：（）|024∞∞||2013∞||41021||∞3205||∞∞150|使用Prim算法構(gòu)造最小生成樹(shù)，首先被選中的邊是？A.(V1,V2)B.(V2,V3)C.(V3,V5)D.(V2,V5)3、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字音頻解碼器，能夠解碼常見(jiàn)的音頻格式如MP3、WAV等，給出硬件設(shè)計(jì)和解碼算法。4、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器電路，能夠放大輸入的音頻信號(hào)，輸出功率在10W以上，并且具有音量調(diào)節(jié)功能。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于USBType-C接口的電源傳輸系統(tǒng)，支持PD快充協(xié)議，能夠提供不同的電壓和電流輸出，給出硬件設(shè)計(jì)和協(xié)議實(shí)現(xiàn)。6、利用通信技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的音頻放大器電路，要求輸入阻抗不小于10kΩ，輸出功率不小于10W，總諧波失真小于1%。8、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用Zigbee技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程。9、快速排序是一種高效的排序算法。以下關(guān)于快速排序的描述，錯(cuò)誤的是（）A.選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為小于基準(zhǔn)和大于基準(zhǔn)兩部分，然后對(duì)這兩部分分別排序B.快速排序的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(nlog?n)，但在最壞情況下為O(n2)C.快速排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.快速排序每次都能將數(shù)組均勻地分成兩部分10、在一個(gè)交通流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，需要實(shí)時(shí)記錄不同路段的車輛數(shù)量，并能夠快速地找出車輛數(shù)量最多的路段和最少的路段。此外，還需要能夠動(dòng)態(tài)地更新路段的車輛數(shù)量信息。對(duì)于這樣的需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最為合適？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，能夠快速獲取最大或最小元素B.紅黑樹(shù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)的有序性并支持高效的插入和刪除C.跳表，實(shí)現(xiàn)快速的查找、插入和刪除操作D.線段樹(shù)，用于處理區(qū)間的統(tǒng)計(jì)和更新問(wèn)題11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的三角波發(fā)生器，輸出頻率在10Hz至100Hz連續(xù)可調(diào)，說(shuō)明電路原理和元件選擇。12、對(duì)于一個(gè)需要快速計(jì)算一個(gè)字符串的所有子串的問(wèn)題，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.后綴數(shù)組和相關(guān)算法B.前綴樹(shù)和遍歷C.鏈表和字符串操作D.數(shù)組和循環(huán)13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于微波技術(shù)的雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量目標(biāo)物體的距離，并具有較高的分辨率和抗干擾能力。14、考慮到一個(gè)圖像識(shí)別系統(tǒng)，需要對(duì)圖像中的像素進(jìn)行快速的鄰域訪問(wèn)和操作，以檢測(cè)圖像的特征。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持這種鄰域操作？（）A.二維數(shù)組B.十字鏈表C.鄰接表D.矩陣15、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能路燈控制器，能夠根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)自動(dòng)控制路燈的開(kāi)關(guān)和亮度，描述電路原理和控制策略。16、設(shè)計(jì)一個(gè)用于電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS），能夠監(jiān)測(cè)電池電壓、電流、溫度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)均衡充電和過(guò)充過(guò)放保護(hù)，闡述系統(tǒng)架構(gòu)和控制策略。17、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，排序算法是非常重要的一部分。冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序算法，它通過(guò)反復(fù)比較相鄰的元素并交換位置來(lái)將數(shù)組排序。對(duì)于一個(gè)包含n個(gè)元素的數(shù)組，冒泡排序的最壞時(shí)間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)18、哈希表在解決沖突時(shí)有多種方法。關(guān)于解決哈希沖突的方法，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.開(kāi)放尋址法通過(guò)在哈希表中尋找空閑位置來(lái)解決沖突B.鏈地址法將沖突的元素存儲(chǔ)在鏈表中C.再哈希法通過(guò)更換哈希函數(shù)來(lái)減少?zèng)_突D.無(wú)論采用哪種解決沖突的方法，哈希表的查找效率都不會(huì)受到影響19、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)。20、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，測(cè)量范圍為0至200V，采用分壓電阻實(shí)現(xiàn)，精度為1V，說(shuō)明硬件電路和軟件算法。21、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于音頻設(shè)備的音頻均衡器，可調(diào)節(jié)不同頻段的音頻增益。22、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)交通流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，能夠?qū)Φ缆飞系能囕v數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)放的儀表放大器電路，增益可調(diào)范圍為1-1000倍，共模抑制比不小于80dB，輸入阻抗不小于1MΩ。24、基于通信編碼技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)糾錯(cuò)編碼系統(tǒng)，能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行編碼和糾錯(cuò)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?5、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)。26、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻變壓器，工作頻率在100kHz，輸入電壓為24V，輸出電壓為12V/5A，給出變壓器參數(shù)計(jì)算和繞制方法。27、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控家中情況，當(dāng)有異常時(shí)進(jìn)行圖像抓拍和報(bào)警。28、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器，要求具有一定的增益、低失真和寬頻帶，給出放大器的電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算以及性能測(cè)試方案。29、設(shè)計(jì)一個(gè)程控交換系統(tǒng)中的呼叫處理模塊，實(shí)現(xiàn)呼叫的建立、保持和釋放功能，考慮信令交互和資源管理。30、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)中，實(shí)踐是非常重要的。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.通過(guò)實(shí)際編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以加深對(duì)其理解B.可以通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題來(lái)應(yīng)用所學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)C.實(shí)踐只需要在電腦上完成，不需要在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中思考D.實(shí)踐過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和不足二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)快遞公司的包裹跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的單號(hào)、運(yùn)輸路徑、當(dāng)前位置和預(yù)計(jì)送達(dá)時(shí)間。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)包裹狀態(tài)的實(shí)時(shí)查詢和跟蹤。2、（本題5分）某醫(yī)院的病人管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)病人的基本信息、病歷、診斷結(jié)果和治療方案等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)病人信息，實(shí)現(xiàn)病人信息的添加、刪除、查找和修改操作，并能夠根據(jù)病情嚴(yán)重程度對(duì)病人進(jìn)行排序和優(yōu)先處理。3、（本題5分）某社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)需要存儲(chǔ)用戶之間的好友關(guān)系，并能夠快速地查詢某個(gè)用戶的好友列表、共同好友以及二度好友。請(qǐng)選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能。4、（本題5分）某銀行的賬戶管理系統(tǒng)需要對(duì)客戶的賬戶信息進(jìn)行高效處理。賬戶信息包括賬戶編號(hào)、客戶姓名、余額、交易記錄等?？紤]使用AVL樹(shù)來(lái)存儲(chǔ)這些信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）開(kāi)戶，插入新賬戶信息；（2）銷戶，刪除指定賬戶信息；（3）查詢賬戶余額；（4）按照交易金額對(duì)賬戶進(jìn)行排序。分析所設(shè)計(jì)算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）一個(gè)在線點(diǎn)餐系統(tǒng)需要管理菜品信息、菜單、用戶訂單和支付信息等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持菜品的添加、刪除和修改，菜單的生成，用戶訂單的處理和支付信息的記錄，并能夠快速處理高峰時(shí)段的大量訂單和優(yōu)化配送路線。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋圖的連通性問(wèn)題的變體，如弱連通圖、橋和割點(diǎn)等概念及檢測(cè)方法。2、（本題5分）深入分析在一個(gè)具有n個(gè)元素的鏈表中，如何刪除重復(fù)的節(jié)點(diǎn)。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的無(wú)序數(shù)組中，使用插入排序算法進(jìn)行排序，分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）論述在一個(gè)具