西安航空學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)西安航空學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2022-2023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)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電路，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線方式傳輸?shù)街行墓?jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)具有低功耗和自組網(wǎng)功能。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的圖像去噪系統(tǒng)，能夠去除圖像中的高斯噪聲和椒鹽噪聲，闡述算法原理和代碼實(shí)現(xiàn)。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙技術(shù)的無線耳機(jī)音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的音頻傳輸和穩(wěn)定的連接。4、二叉搜索樹在數(shù)據(jù)查找和排序中有廣泛應(yīng)用。假設(shè)我們正在維護(hù)一個(gè)二叉搜索樹。以下關(guān)于二叉搜索樹的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.插入操作時(shí)，通過比較節(jié)點(diǎn)值找到合適的位置插入新節(jié)點(diǎn)，保持二叉搜索樹的性質(zhì)B.查找操作的時(shí)間復(fù)雜度在平均情況下為O(logn)，但在最壞情況下可能退化為O(n)C.刪除操作相對(duì)復(fù)雜，需要根據(jù)被刪除節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)情況進(jìn)行不同的處理D.只要按照一定的順序插入節(jié)點(diǎn)，二叉搜索樹就一定是平衡的，不需要進(jìn)行平衡調(diào)整5、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)圖書館自助借還書系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖書的自動(dòng)借閱、歸還和管理。6、設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信模塊擴(kuò)展電路，能夠提高無線通信的距離和數(shù)據(jù)傳輸速率，并且具有加密功能。7、假設(shè)要對(duì)一組整數(shù)進(jìn)行排序，這些整數(shù)的范圍較?。ɡ?到100），并且數(shù)據(jù)量較大。以下哪種排序算法在這種情況下可能表現(xiàn)最佳？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.計(jì)數(shù)排序8、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中的狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密和解密功能，分析加密強(qiáng)度和效率。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的差分放大器電路，共模抑制比不小于80dB，用于放大差分信號(hào)并抑制共模干擾。10、設(shè)計(jì)一個(gè)使用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯功能的模塊，如狀態(tài)機(jī)，進(jìn)行功能仿真和綜合。11、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索（DFS）和廣度優(yōu)先搜索（BFS）是兩種基本方法。關(guān)于這兩種算法，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.DFS從起始節(jié)點(diǎn)開始，沿著一條路徑盡可能深地訪問節(jié)點(diǎn)，然后回溯B.BFS從起始節(jié)點(diǎn)開始，逐層地訪問相鄰節(jié)點(diǎn)C.DFS和BFS的時(shí)間復(fù)雜度均與圖的節(jié)點(diǎn)數(shù)量和邊的數(shù)量有關(guān)，通常為O(n+m)，其中n是節(jié)點(diǎn)數(shù)量，m是邊的數(shù)量D.DFS適合用于查找最短路徑，BFS適合用于判斷圖是否連通12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的語音增強(qiáng)系統(tǒng)，能夠在噪聲環(huán)境下提高語音的清晰度和可懂度。13、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星通信地面站的接收系統(tǒng)，包括天線、低噪聲放大器、下變頻器等模塊，計(jì)算接收靈敏度。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于AD9854的直接數(shù)字頻率合成器（DDS），輸出頻率范圍為1Hz至100MHz，相位分辨率小于1°，給出硬件設(shè)計(jì)和控制程序。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能門禁系統(tǒng)，能夠通過指紋識(shí)別、密碼輸入或刷卡方式進(jìn)行身份驗(yàn)證，控制門的開關(guān)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個(gè)帶權(quán)有向圖中計(jì)算兩個(gè)頂點(diǎn)之間的次短路徑。2、（本題5分）闡述AVL樹的平衡調(diào)整機(jī)制，包括旋轉(zhuǎn)操作的類型和實(shí)現(xiàn)步驟，分析AVL樹與其他平衡二叉樹的異同。3、（本題5分）比較計(jì)數(shù)排序和歸并排序在適用數(shù)據(jù)規(guī)模上的差異。4、（本題5分）在一個(gè)鏈表中，如何查找鏈表的中間結(jié)點(diǎn)？三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某在線招聘平臺(tái)的簡(jiǎn)歷篩選系統(tǒng)需要根據(jù)職位要求對(duì)求職者的簡(jiǎn)歷進(jìn)行篩選和匹配。簡(jiǎn)歷包括求職者ID、個(gè)人信息、教育背景、工作經(jīng)歷、技能證書，職位要求包括職位ID、所需技能、工作經(jīng)驗(yàn)、學(xué)歷要求。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)簡(jiǎn)歷和職位要求數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的篩選和匹配，并向招聘者推薦合適的簡(jiǎn)歷。2、（本題5分）一個(gè)在線旅游攻略平臺(tái)需要存儲(chǔ)各地的旅游景點(diǎn)、美食推薦、住宿信息和用戶評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來方便用戶查詢和規(guī)劃旅行路線。3、（本題5分）一個(gè)健身房的會(huì)員管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)會(huì)員信息，如會(huì)員編號(hào)、會(huì)員姓名、會(huì)員類型、會(huì)員期限、消費(fèi)記錄等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定會(huì)員、按照消費(fèi)金額對(duì)會(huì)員進(jìn)行排序、新增會(huì)員、修改會(huì)員信息以及刪除會(huì)員。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。4、（本題5分）一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速檢索和排序。數(shù)據(jù)以紅黑樹的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）插入一條新的數(shù)據(jù)記錄；（2）刪除一條指定的數(shù)據(jù)記錄；（3）按照某個(gè)字段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序并輸出；（4）查找某個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）一個(gè)城市的公共交通系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)跟蹤公交車的位置和行駛路線，為乘客提供準(zhǔn)確的到站時(shí)間預(yù)測(cè)。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠高效地處理車輛位置信息，計(jì)算到站時(shí)間。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)高效的哈希函數(shù)，減少哈希沖突的發(fā)生，通過實(shí)驗(yàn)評(píng)估其效果。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程