中國礦業(yè)大學徐海學院《數(shù)據(jù)結構課程設計》2023-2024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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁中國礦業(yè)大學徐海學院《數(shù)據(jù)結構課程設計》

2023-2024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、利用電力電子技術設計一個直流電機驅(qū)動器，實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動控制。2、設計一個基于單片機的智能電表系統(tǒng)，能夠準確測量電能消耗，并具有數(shù)據(jù)存儲、遠程通信等功能。3、設計一個高通濾波器，截止頻率為500Hz，通帶增益為2，阻帶衰減大于30dB，采用切比雪夫濾波器設計，給出電路參數(shù)和仿真結果。4、設計一個無線通信模塊擴展電路，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。5、設計一個基于ZigBee技術的智能消防報警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測火災參數(shù)（如煙霧、溫度等）并及時報警。6、考慮一個在線游戲的服務器端程序，需要實時地處理多個玩家的操作請求，并維護玩家的狀態(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)結構最適合用于存儲玩家的狀態(tài)數(shù)據(jù)？（）A.數(shù)組，能夠快速地隨機訪問元素B.哈希表，通過哈希函數(shù)快速定位玩家的數(shù)據(jù)C.圖，用于表示玩家之間的關系和交互D.樹狀數(shù)組，高效地支持區(qū)間查詢和更新7、設計一個數(shù)字圖像處理中的目標檢測系統(tǒng)，能夠準確檢測出特定目標，分析檢測的準確率和實時性。8、在排序算法的改進和優(yōu)化中，常常結合多種算法的優(yōu)點。以下關于混合排序算法的敘述，錯誤的是（）A.可以將快速排序和插入排序結合，在小規(guī)模數(shù)據(jù)時使用插入排序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，提高整體性能C.設計混合排序算法時，需要考慮不同算法之間的切換時機和條件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單的排序算法。以下關于選擇排序的特點，描述錯誤的是（）A.每一輪選擇未排序部分的最小元素與當前位置交換B.時間復雜度始終為O(n^2)C.是一種不穩(wěn)定的排序算法D.不需要額外的存儲空間10、設計一個簡單的數(shù)字示波器的觸發(fā)電路，能夠準確捕捉輸入信號的特定特征，闡述觸發(fā)電路的原理和設計。11、設計一個集成電路封裝結構，滿足散熱、電氣性能和機械強度等要求，進行封裝的可靠性分析。12、根據(jù)數(shù)字電路原理，設計一個具有自動計數(shù)和顯示功能的電子計數(shù)器，可用于工業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品計數(shù)。13、假設正在開發(fā)一個操作系統(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)結構可能是最合適的選擇？（）A.二叉搜索樹，存儲內(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、在一個具有n個元素的順序表中，若要在第i個位置（1<=i<=n+1）插入一個新元素，以下哪種操作的時間復雜度最高？（）A.移動插入位置之后的所有元素B.查找插入位置C.分配新的存儲空間D.更新表的長度15、設計一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的噪聲抑制電路，降低系統(tǒng)內(nèi)部噪聲對信號的影響，分析噪聲抑制效果。16、設計一個通信系統(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速度。17、設計一個基于數(shù)字信號處理器（DSP）和攝像頭的運動目標檢測系統(tǒng)，實時檢測視頻中的運動目標。18、設計一個音頻功率放大器保護電路，能夠在功放出現(xiàn)故障時自動切斷電源，保護揚聲器和功放電路。19、設計一個基于ZigBee技術的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對燈光、窗簾、空調(diào)等設備的遠程控制和狀態(tài)監(jiān)測。20、設計一個基于單片機的智能電表系統(tǒng)，能夠準確測量電能消耗，支持遠程抄表和欠費報警功能。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細闡述在一個具有n個頂點的有向圖中，如何處理圖中的負權邊對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。3、（本題5分）解釋如何在一個具有n個元素的有序數(shù)組中，進行二分查找的遞歸實現(xiàn)，并分析其時間復雜度和空間復雜度。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析在字符串匹配中，結合多種算法提高匹配效率的設計方案。2、（本題5分）以哈希表為基礎，設計一個在線教育平臺學生作業(yè)提交情況統(tǒng)計系統(tǒng)，能夠快速統(tǒng)計學生的作業(yè)完成情況。3、（本題5分）設計一個程序，利用圖的數(shù)據(jù)結構表示通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)網(wǎng)絡中節(jié)點之間的最短路徑和最大流量的計算功能。4、（本題5分）設計一個哈希表程序，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）設計一個算法，利用二叉搜索樹存儲員工的培訓記錄，能夠快速查找特定培訓項目的參與員工。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)需要對玩家的得分進行實時更新和排名。得分信息以斐波那契堆的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）玩家得分增加或減少時更新排名；（2）查找排名前N的玩家；（3）刪除某個玩家的得分記錄；（4）計算排名的平均得分。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題10