中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》2023-2024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)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》

2023-2024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20個(gè)小題，每小題2分，共40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、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)控制。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量電能消耗，并具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程通信等功能。3、設(shè)計(jì)一個(gè)高通濾波器，截止頻率為500Hz，通帶增益為2，阻帶衰減大于30dB，采用切比雪夫?yàn)V波器設(shè)計(jì)，給出電路參數(shù)和仿真結(jié)果。4、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信模塊擴(kuò)展電路，能夠提高無(wú)線通信的距離和數(shù)據(jù)傳輸速率，并且具有加密功能。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能消防報(bào)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)火災(zāi)參數(shù)（如煙霧、溫度等）并及時(shí)報(bào)警。6、考慮一個(gè)在線游戲的服務(wù)器端程序，需要實(shí)時(shí)地處理多個(gè)玩家的操作請(qǐng)求，并維護(hù)玩家的狀態(tài)信息，如位置、得分等。由于玩家的操作頻繁且并發(fā)，數(shù)據(jù)需要快速地更新和查詢。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于存儲(chǔ)玩家的狀態(tài)數(shù)據(jù)？（）A.數(shù)組，能夠快速地隨機(jī)訪問(wèn)元素B.哈希表，通過(guò)哈希函數(shù)快速定位玩家的數(shù)據(jù)C.圖，用于表示玩家之間的關(guān)系和交互D.樹(shù)狀數(shù)組，高效地支持區(qū)間查詢和更新7、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出特定目標(biāo)，分析檢測(cè)的準(zhǔn)確率和實(shí)時(shí)性。8、在排序算法的改進(jìn)和優(yōu)化中，常常結(jié)合多種算法的優(yōu)點(diǎn)。以下關(guān)于混合排序算法的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.可以將快速排序和插入排序結(jié)合，在小規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)使用插入排序B.混合排序算法能夠在不同情況下發(fā)揮不同算法的優(yōu)勢(shì)，提高整體性能C.設(shè)計(jì)混合排序算法時(shí)，需要考慮不同算法之間的切換時(shí)機(jī)和條件D.混合排序算法一定比單一的排序算法性能更好9、選擇排序也是一種簡(jiǎn)單的排序算法。以下關(guān)于選擇排序的特點(diǎn)，描述錯(cuò)誤的是（）A.每一輪選擇未排序部分的最小元素與當(dāng)前位置交換B.時(shí)間復(fù)雜度始終為O(n^2)C.是一種不穩(wěn)定的排序算法D.不需要額外的存儲(chǔ)空間10、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字示波器的觸發(fā)電路，能夠準(zhǔn)確捕捉輸入信號(hào)的特定特征，闡述觸發(fā)電路的原理和設(shè)計(jì)。11、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路封裝結(jié)構(gòu)，滿足散熱、電氣性能和機(jī)械強(qiáng)度等要求，進(jìn)行封裝的可靠性分析。12、根據(jù)數(shù)字電路原理，設(shè)計(jì)一個(gè)具有自動(dòng)計(jì)數(shù)和顯示功能的電子計(jì)數(shù)器，可用于工業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品計(jì)數(shù)。13、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14、在一個(gè)具有n個(gè)元素的順序表中，若要在第i個(gè)位置（1<=i<=n+1）插入一個(gè)新元素，以下哪種操作的時(shí)間復(fù)雜度最高？（）A.移動(dòng)插入位置之后的所有元素B.查找插入位置C.分配新的存儲(chǔ)空間D.更新表的長(zhǎng)度15、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的噪聲抑制電路，降低系統(tǒng)內(nèi)部噪聲對(duì)信號(hào)的影響，分析噪聲抑制效果。16、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)功率控制模塊，能夠根據(jù)信道條件動(dòng)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。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和攝像頭的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)視頻中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。18、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器保護(hù)電路，能夠在功放出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)切斷電源，保護(hù)揚(yáng)聲器和功放電路。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量電能消耗，支持遠(yuǎn)程抄表和欠費(fèi)報(bào)警功能。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，如何處理圖中的負(fù)權(quán)邊對(duì)最短路徑算法的影響。2、（本題5分）論述如何利用圖的廣度優(yōu)先搜索算法判斷圖是否為一棵樹(shù)。3、（本題5分）解釋如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的有序數(shù)組中，進(jìn)行二分查找的遞歸實(shí)現(xiàn)，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析在字符串匹配中，結(jié)合多種算法提高匹配效率的設(shè)計(jì)方案。2、（本題5分）以哈希表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)在線教育平臺(tái)學(xué)生作業(yè)提交情況統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，能夠快速統(tǒng)計(jì)學(xué)生的作業(yè)完成情況。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑和最大流量的計(jì)算功能。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈希表程序，支持哈希表的遍歷操作，按照特定順序輸出所有元素。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用二叉搜索樹(shù)存儲(chǔ)員工的培訓(xùn)記錄，能夠快速查找特定培訓(xùn)項(xiàng)目的參與員工。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要對(duì)玩家的得分進(jìn)行實(shí)時(shí)更新和排名。得分信息以斐波那契堆的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）玩家得分增加或減少時(shí)更新排名；（2）查找排名前N的玩家；（3）刪除某個(gè)玩家的得分記錄；（4）計(jì)算排名的平均得分。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題10