宜賓學院《數(shù)據(jù)結構》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁宜賓學院

《數(shù)據(jù)結構》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、設計一個基于ARM的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對生產(chǎn)設備的監(jiān)控和控制，描述系統(tǒng)架構和軟件界面。2、設計一個基于555定時器的三角波發(fā)生器，輸出頻率在10Hz至100Hz連續(xù)可調，說明電路原理和元件選擇。3、在一個大頂堆中，若父節(jié)點的索引為i，則其左子節(jié)點的索引為？（）A.2i+1B.2iC.2i-1D.i/24、隊列也是一種常見的線性表，具有特定的特性。關于隊列的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.隊列遵循先進先出（FIFO）的原則，插入在隊尾，刪除在隊頭B.循環(huán)隊列可以有效地解決普通隊列可能出現(xiàn)的假溢出問題C.隊列的入隊和出隊操作的時間復雜度均為O(n)，其中n為隊列的長度D.隊列在計算機操作系統(tǒng)的作業(yè)調度、消息緩沖等方面有廣泛應用5、設計一個數(shù)字電路中的可編程邏輯陣列（PLA）實現(xiàn)邏輯函數(shù)的方案，分析資源利用率。6、運用集成電路設計流程，設計一款用于智能手機的音頻編解碼器芯片，支持多種音頻格式的解碼和編碼。7、設計一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的擾碼生成和解擾電路，分析擾碼對信號頻譜的影響。8、設計一個圖像處理中的顏色空間轉換模塊，能夠在不同顏色模型之間進行準確轉換，進行誤差分析。9、在一個實時交通監(jiān)控系統(tǒng)中，需要快速更新道路的擁堵狀態(tài)，并能夠查詢某條道路的當前狀態(tài)。以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最適合的？（）A.二叉平衡樹，能夠保持平衡，查找和更新效率較高，但結構較復雜B.跳表，通過多層索引提高查找和更新效率，實現(xiàn)相對簡單C.線段樹，常用于區(qū)間查詢和更新，但對于單個元素的操作相對復雜D.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹，保證了較好的性能10、設計一個基于FPGA的視頻流處理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)視頻的壓縮、傳輸和顯示，闡述硬件設計和視頻處理算法。11、樹的存儲方式有多種，如雙親表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法等。假設要快速找到一個節(jié)點的父節(jié)點，以下哪種存儲方式可能最為合適？（）A.雙親表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式效果相同12、利用數(shù)字電路技術，設計一個智能路燈控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光線和交通流量自動調節(jié)路燈的亮度。13、利用數(shù)字電路技術，設計一個智能停車場管理系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛的自動識別、車位引導和收費管理。14、設計一個基于運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%。15、利用電力電子技術設計一個電動汽車電池管理系統(tǒng)，實現(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)測和充放電控制。16、設計一個溫度傳感器網(wǎng)絡遠程監(jiān)控與預警電路，能夠通過互聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控溫度傳感器網(wǎng)絡的工作狀態(tài)，當溫度異常時發(fā)出預警信號。17、設計一個數(shù)字音頻處理中的音頻水印嵌入和提取系統(tǒng)，分析水印的魯棒性和不可感知性。18、設計一個紅外遙控系統(tǒng)，能夠通過遙控器對設備進行開、關、音量調節(jié)等操作，遙控距離不小于5米。19、設計一個數(shù)字電壓表，能夠測量直流電壓和交流電壓，精度和量程滿足一定要求，提供電路設計和誤差分析。20、假設在一個資源分配系統(tǒng)中，有多個資源請求同時到達，系統(tǒng)需要根據(jù)資源的可用性和請求的優(yōu)先級進行分配。為了有效地管理資源和請求，以下哪種數(shù)據(jù)結構可以幫助實現(xiàn)高效的分配策略？（）A.集合B.映射C.鏈表集合D.樹狀數(shù)組二、簡答題（本大題共3個小題，共15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）解釋如何在一個具有n個元素的鏈表中，使用歸并排序算法進行排序，并分析其時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）詳細說明如何在一個有向圖中進行拓撲排序的并行算法，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其性能優(yōu)勢。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）以哈希表為基礎，設計一個在線投票系統(tǒng)，能夠快速統(tǒng)計投票結果。2、（本題5分）設計一個程序，使用Dijkstra算法求解給定有向圖中某一頂點到其他頂點的最短路徑，輸出路徑和距離。3、（本題5分）設計一個紅黑樹，實現(xiàn)插入、刪除和查找操作，并保證紅黑樹的性質始終成立。4、（本題5分）設計一個程序，使用圖的數(shù)據(jù)結構表示旅游景點地圖，實現(xiàn)景點之間的最短路徑查找和推薦功能。5、（本題5分）設計一個基于鏈表的數(shù)據(jù)結構，用于存儲學生的信息（學號、姓名、成績），實現(xiàn)添加、刪除、查找和修改學生信息的功能。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10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