中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、運用集成電路設(shè)計流程，設(shè)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。2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)可以使用多種編程語言。以下關(guān)于不同編程語言中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的特點，不正確的是：（）A.C語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常需要手動管理內(nèi)存B.Java中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有自動內(nèi)存管理和豐富的類庫支持C.Python中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用簡單，但性能可能不如其他語言D.不同編程語言中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)原理和效果完全相同3、設(shè)計一個簡單的直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓為+5V、+12V和-12V，最大輸出電流為1A，電壓調(diào)整率小于1%，負載調(diào)整率小于5%。4、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的語音增強系統(tǒng)，能夠在噪聲環(huán)境下提高語音的清晰度和可懂度。5、設(shè)計一個無線通信系統(tǒng)中的抗衰落接收電路，能夠有效應(yīng)對多徑衰落，提高信號接收質(zhì)量，并進行性能測試。6、設(shè)計一個基于ARM的嵌入式圖像識別系統(tǒng)，能夠?qū)μ囟繕?biāo)進行識別和分類，闡述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和算法實現(xiàn)。7、設(shè)計一個基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進行實時邊緣檢測，采用Sobel算子，給出硬件架構(gòu)和Verilog代碼實現(xiàn)。8、在一個數(shù)據(jù)壓縮算法中，需要構(gòu)建一個頻率字典來存儲字符出現(xiàn)的頻率，以便進行編碼。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實現(xiàn)這個頻率字典？（）A.哈希表B.平衡二叉搜索樹C.紅黑樹D.跳表9、設(shè)計一個通信系統(tǒng)功率控制模塊，能夠根據(jù)信道條件動態(tài)調(diào)整發(fā)射功率，分析功率控制的精度和響應(yīng)速度。10、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個低噪聲放大器，用于接收微弱信號并進行放大，給出噪聲系數(shù)和增益指標(biāo)。11、設(shè)計一個簡單的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)，描述網(wǎng)關(guān)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件功能。12、哈希表的裝填因子越大，發(fā)生沖突的可能性就越大。假設(shè)一個哈希表的容量為10，當(dāng)前存儲了8個元素，裝填因子是多少？（）A.0.8B.0.2C.8D.213、設(shè)計一個光耦隔離電路，實現(xiàn)輸入輸出信號的電氣隔離，給出電路參數(shù)和應(yīng)用場景。14、設(shè)計一個溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控電路，能夠通過互聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠程管理。15、設(shè)計一個太陽能充電控制器電路，能夠?qū)μ柲茈姵匕宓妮敵鲞M行最大功率點跟蹤（MPPT），并對蓄電池進行合理充電管理，給出電路原理和控制策略。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）對于一個具有n個頂點和e條邊的帶權(quán)無向圖，如何使用克魯斯卡爾（Kruskal）算法構(gòu)造最小生成樹？2、（本題5分）在圖的遍歷中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索在時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度上有何不同？3、（本題5分）解釋什么是拓撲排序，并說明其在項目管理等領(lǐng)域的應(yīng)用。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線游戲需要管理玩家的游戲數(shù)據(jù)，如用戶名、游戲得分、游戲等級、游戲時間等。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲玩家游戲數(shù)據(jù)，支持快速查找、排序和更新玩家信息，并能夠統(tǒng)計不同等級玩家的數(shù)量和平均游戲得分。2、（本題5分）一個在線游戲的玩家信息管理系統(tǒng)需要存儲玩家的信息，如玩家編號、玩家昵稱、游戲等級、游戲積分、在線狀態(tài)等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定玩家、按照游戲積分對玩家進行排名、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。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，同時討論性能優(yōu)化策略。3、（本題5分）一個物流配送系統(tǒng)需要管理訂單信息，訂單包括訂單編號、收件人姓名、收件地址、貨物重量、配送狀態(tài)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定訂單、按照貨物重量對訂單進行排序、插入新訂單、刪除已完成訂單以及修改訂單的配送狀態(tài)。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來滿足這些需求，并給出代碼實現(xiàn)和性能分析。4、（本題5分）一個學(xué)校的實驗室設(shè)備管理系統(tǒng)需要存儲設(shè)備的信息，如設(shè)備編號、設(shè)備名稱、設(shè)備類型、購買日期、使用狀態(tài)等。系統(tǒng)要支持快速查找特定設(shè)備、按照購買日期對設(shè)備進行排序、新增設(shè)備、維修設(shè)備、報廢設(shè)備。請確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。5、（本題5分）一個學(xué)校的教師教學(xué)評價管理系統(tǒng)需要存儲教師評價信息，如教師編號、教師姓名、評價課程、評價分?jǐn)?shù)、評價內(nèi)容等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定教師的評價、按照評價分?jǐn)?shù)對教師進行排序、新增評價、修改評價以及刪除評價。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能分析。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個基于線段樹的存儲結(jié)構(gòu)來存儲股票的