湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)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

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)湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)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25個(gè)小題，每小題1分，共25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)模擬電路，用于放大音頻信號(hào)，要求具有低噪聲、高增益和寬頻帶的特性，同時(shí)能夠?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行一定程度的濾波處理。2、在一個(gè)有向圖中，若存在頂點(diǎn)v到頂點(diǎn)u的路徑，同時(shí)也存在u到v的路徑，則稱該圖具有？（）A.強(qiáng)連通性B.弱連通性C.單向連通性D.以上都不對(duì)3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度和壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。4、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。5、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于音頻前置放大器的噪聲抑制電路，降低背景噪聲。6、對(duì)于一個(gè)用數(shù)組實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列，當(dāng)rear指針達(dá)到數(shù)組末尾時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)循環(huán)隊(duì)列，需要進(jìn)行什么樣的操作？（）A.rear指針重新指向數(shù)組開頭B.擴(kuò)大數(shù)組容量C.停止入隊(duì)操作D.以上都不對(duì)7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于霍爾效應(yīng)的磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x，能夠測(cè)量0-1T的磁場(chǎng)強(qiáng)度，精度達(dá)到0.01T。8、使用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器電路，能夠?qū)⑤斎氲奈⑷跻纛l信號(hào)進(jìn)行放大，同時(shí)具有一定的帶寬和低失真度，給出詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算。9、設(shè)計(jì)一個(gè)模擬集成電路中反饋放大器的穩(wěn)定性補(bǔ)償電路，分析補(bǔ)償效果和對(duì)性能的影響。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM的工業(yè)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的參數(shù)監(jiān)測(cè)和控制，描述系統(tǒng)架構(gòu)和軟件界面。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能安防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)入侵、火災(zāi)等異常情況，并進(jìn)行報(bào)警和錄像。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的物料輸送系統(tǒng)控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的物料需求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸送和分揀功能。13、隨著技術(shù)的發(fā)展，新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。以下關(guān)于新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，不正確的是：（）A.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常是為了解決特定的問(wèn)題或提高性能而提出的B.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一定比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更優(yōu)秀，應(yīng)完全取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C.了解新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有助于拓展思維和應(yīng)對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景D.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需要根據(jù)具體需求進(jìn)行評(píng)估和選擇14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CPLD的數(shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)8位加法器和8位乘法器，給出硬件描述語(yǔ)言代碼和時(shí)序仿真結(jié)果。15、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中的觸發(fā)器電路，如JK觸發(fā)器，分析其工作特性和時(shí)序關(guān)系。16、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻降噪電路，能夠有效降低環(huán)境噪聲對(duì)音頻信號(hào)的影響，給出電路設(shè)計(jì)和降噪效果測(cè)試。17、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，調(diào)制方式為ASK、FSK、PSK等。18、線段樹是一種用于處理區(qū)間查詢和更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用線段樹解決區(qū)間問(wèn)題。以下關(guān)于線段樹的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.線段樹通過(guò)對(duì)區(qū)間進(jìn)行遞歸劃分，建立樹形結(jié)構(gòu)來(lái)快速回答區(qū)間查詢B.插入和刪除操作在線段樹中比較復(fù)雜，通常不常使用C.線段樹的構(gòu)建時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，查詢和更新操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)D.線段樹可以用于求解區(qū)間最大值、最小值、和等問(wèn)題19、設(shè)計(jì)一個(gè)±12V轉(zhuǎn)±5V的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，輸出電流不小于0.5A，給出原理圖和PCB布線。20、隊(duì)列也是一種特殊的線性表，遵循先進(jìn)先出的原則。在實(shí)際應(yīng)用中，隊(duì)列常用于（）A.操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度B.圖的廣度優(yōu)先搜索算法C.緩存數(shù)據(jù)的管理D.以上都是21、哈希表是一種通過(guò)哈希函數(shù)將關(guān)鍵字映射到存儲(chǔ)位置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在處理哈希沖突時(shí)，常見(jiàn)的方法有開放地址法和鏈地址法。使用鏈地址法處理哈希沖突時(shí)，以下關(guān)于其特點(diǎn)的描述，正確的是：（）A.查找效率較低B.空間利用率低C.適用于哈希函數(shù)沖突較少的情況D.可以有效地處理大量的沖突22、在一個(gè)字符串處理程序中，需要快速判斷一個(gè)字符串是否是另一個(gè)字符串的子串。以下哪種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組合可能是最有效的？（）A.暴力匹配算法，使用數(shù)組存儲(chǔ)字符串B.KMP算法，基于有限自動(dòng)機(jī)原理C.哈希算法，將字符串映射為哈希值D.二分查找算法，在有序字符串中查找23、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)復(fù)用設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用或波分復(fù)用功能，分析復(fù)用效率和資源利用率。24、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評(píng)估中，除了時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，平均情況下的性能也是重要的考慮因素。假設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在大多數(shù)情況下操作效率很高，但在某些特殊輸入下性能急劇下降。以下關(guān)于這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)，哪個(gè)是合理的（）A.是一種優(yōu)秀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況性能好B.不是一種好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榇嬖谛阅芷款iC.需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)判斷其優(yōu)劣D.以上評(píng)價(jià)都不準(zhǔn)確25、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)不間斷電源（UPS）系統(tǒng)，在市電中斷時(shí)能夠?yàn)樨?fù)載提供持續(xù)的電力供應(yīng)。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)說(shuō)明如何在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無(wú)向圖中找出所有的橋。2、（本題5分）解釋如何使用循環(huán)鏈表解決約瑟夫環(huán)問(wèn)題，說(shuō)明問(wèn)題的背景和解決方案，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）分析在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如何利用優(yōu)先隊(duì)列實(shí)現(xiàn)Dijkstra算法求解最短路徑問(wèn)題。4、（本題5分）闡述如何在一個(gè)鏈表中實(shí)現(xiàn)歸并排序，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，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）基于樹狀數(shù)組，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，能夠快速計(jì)算一個(gè)整數(shù)序列的前綴和，并支持單點(diǎn)更新操作。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)回溯程序，解決數(shù)獨(dú)問(wèn)題，輸出完整的數(shù)獨(dú)答案。3、（本題5分）利用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)城市停車場(chǎng)車位分配系統(tǒng)，提高車位利用率。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用二叉搜索樹存儲(chǔ)學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)記錄，能夠快速查找特定活動(dòng)的參與學(xué)生。5、（本題5分）使用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)城市路燈布局規(guī)劃系統(tǒng)，確保道路照明均勻和節(jié)能。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)視頻網(wǎng)站需要管理大量的視頻資源，包括視頻信息、播放量、評(píng)論等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化視頻的存儲(chǔ)和檢索，快速響應(yīng)用戶的播放請(qǐng)求。2、（本題10分）一個(gè)在線圖書館的書籍借閱系統(tǒng)需要對(duì)書籍的借閱情況和讀者信息進(jìn)行管理。書籍信息包括書籍編號(hào)、書名、作者、借閱狀態(tài)等，讀者信息包括讀者編號(hào)、姓名、借閱記錄等。這些信息以并查集的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）讀者借閱書籍；（2）讀者歸還書籍；（3）查詢某本書是