蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Ⅰ》2023-2024學(xué)年第二學(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)蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Ⅰ》2023-2024學(xué)年第二學(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30個(gè)小題，每小題1分，共30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、利用傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)水中的溫度、酸堿度、溶解氧等參數(shù)。2、在一個(gè)需要頻繁進(jìn)行插入和刪除操作，并且數(shù)據(jù)量較大的場(chǎng)景中，如果對(duì)查找操作的要求相對(duì)較低，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.鏈表，插入和刪除操作方便，查找效率相對(duì)較低B.二叉搜索樹(shù)，查找效率較高，但插入和刪除可能導(dǎo)致樹(shù)的調(diào)整C.數(shù)組，插入和刪除操作復(fù)雜，不適合頻繁操作D.棧，不符合頻繁插入和刪除的需求3、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)，采用計(jì)數(shù)法和測(cè)周期法相結(jié)合，測(cè)量范圍為1Hz至100MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的三角波發(fā)生器，輸出頻率在10Hz至100Hz連續(xù)可調(diào)，說(shuō)明電路原理和元件選擇。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理的人臉識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進(jìn)行人臉檢測(cè)、特征提取和識(shí)別，說(shuō)明算法的選擇和優(yōu)化。6、設(shè)計(jì)一個(gè)具有溫度補(bǔ)償功能的壓力傳感器測(cè)量電路，提高測(cè)量精度，給出電路設(shè)計(jì)和溫度補(bǔ)償算法。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的紡織廠織布機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)織布機(jī)的速度控制、張力調(diào)節(jié)和故障診斷。8、二叉搜索樹(shù)是一種特殊的二叉樹(shù)，其左子樹(shù)的所有節(jié)點(diǎn)值都小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹(shù)的所有節(jié)點(diǎn)值都大于根節(jié)點(diǎn)值。在對(duì)二叉搜索樹(shù)進(jìn)行中序遍歷時(shí)，得到的節(jié)點(diǎn)值序列是：（）A.無(wú)序的B.升序的C.降序的D.隨機(jī)的9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的音頻編碼系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)MP3或AAC編碼，給出算法流程和代碼優(yōu)化。10、設(shè)計(jì)一個(gè)具有電源管理功能的集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同電源軌的監(jiān)控和控制，給出電路設(shè)計(jì)和功能驗(yàn)證。11、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.空間復(fù)雜度為O(n)B.是一種穩(wěn)定的排序算法C.最壞、最好和平均時(shí)間復(fù)雜度均為O(nlogn)D.不能用于鏈表的排序12、設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)傳感器的信號(hào)調(diào)理電路，將傳感器輸出的小信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)，給出電路設(shè)計(jì)和精度分析。13、在一個(gè)長(zhǎng)度為n的順序表中，刪除第i個(gè)元素（1<=i<=n），需要移動(dòng)的元素個(gè)數(shù)為（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-114、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的入庫(kù)、出庫(kù)、庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)等功能。15、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)公交換乘系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)各個(gè)公交站點(diǎn)之間的線路和換乘信息，并且能夠快速規(guī)劃出最優(yōu)的換乘路線。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法可能是最有用的？（）A.圖結(jié)構(gòu)，結(jié)合迪杰斯特拉算法求解最短路徑B.樹(shù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)深度優(yōu)先搜索規(guī)劃路線C.鏈表，順序存儲(chǔ)換乘信息D.哈希表，快速查找站點(diǎn)之間的連接16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，支持SATA或NVMe接口，給出硬件設(shè)計(jì)和性能測(cè)試。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線耳機(jī)音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的音頻傳輸和穩(wěn)定的連接。18、使用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器，能夠?qū)斎氲囊纛l信號(hào)進(jìn)行特定頻率范圍的濾波，如低通、高通或帶通濾波。19、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)環(huán)境的粉塵濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)預(yù)警粉塵超標(biāo)情況。20、在一個(gè)數(shù)據(jù)壓縮算法中，需要構(gòu)建一個(gè)頻率字典來(lái)存儲(chǔ)字符出現(xiàn)的頻率，以便進(jìn)行編碼。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)頻率字典？（）A.哈希表B.平衡二叉搜索樹(shù)C.紅黑樹(shù)D.跳表21、設(shè)計(jì)一個(gè)用于智能音箱的語(yǔ)音處理模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音喚醒、識(shí)別和合成，給出系統(tǒng)架構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn)。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能血壓計(jì)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量血壓，并具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析功能。23、樹(shù)是一種非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有層次關(guān)系。以下關(guān)于樹(shù)的描述，不正確的是：（）A.二叉樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，分為左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn)B.二叉搜索樹(shù)的左子樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)值小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)值大于根節(jié)點(diǎn)值，便于快速查找、插入和刪除C.平衡二叉樹(shù)通過(guò)自動(dòng)調(diào)整保持樹(shù)的平衡，提高了查找效率，但插入和刪除操作相對(duì)復(fù)雜D.樹(shù)的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，且每種遍歷方式的時(shí)間復(fù)雜度都是相同的，與樹(shù)的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)24、棧是一種特殊的線性表，其操作遵循后進(jìn)先出的原則。在實(shí)際應(yīng)用中，棧有著廣泛的用途。以下關(guān)于棧的敘述中，不正確的是（）A.?？梢杂糜诒磉_(dá)式求值B.?？梢杂脕?lái)實(shí)現(xiàn)遞歸函數(shù)的調(diào)用C.棧的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)只能是順序存儲(chǔ)D.棧頂元素是最后入棧的元素，也是最先出棧的元素25、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)。26、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線定位系統(tǒng)，能夠確定目標(biāo)物體在一定范圍內(nèi)的位置，給出定位精度和誤差分析。27、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)的頻率合成器電路，輸出頻率范圍為100kHz-1GHz，頻率分辨率不大于1kHz，相位噪聲小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。28、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中圖像特征提取和分類系統(tǒng)，分析特征的有效性和分類準(zhǔn)確率。29、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)言代碼和仿真結(jié)果。30、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字濾波器和單片機(jī)的電機(jī)噪聲抑制系統(tǒng)，降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪聲。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某城市的公交系統(tǒng)需要記錄公交線路和站點(diǎn)信息。每條公交線路有線路編號(hào)、起點(diǎn)站、終點(diǎn)站、途經(jīng)站點(diǎn)列表等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些公交信息，實(shí)現(xiàn)線路的快速查詢、站點(diǎn)的添加和刪除、統(tǒng)計(jì)經(jīng)過(guò)特定站點(diǎn)的線路數(shù)量，并規(guī)劃最優(yōu)乘車路線。2、（本題5分）某在線考試系統(tǒng)的自動(dòng)判卷功能需要記錄題目信息、考生答案和標(biāo)準(zhǔn)答案。題目信息包括題目ID、題目?jī)?nèi)容、分值，考生答案包括考生ID、題目ID、答案內(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)答案包括題目ID、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判卷，能夠快速對(duì)比考生答案和標(biāo)準(zhǔn)答案、計(jì)算考生得分，并統(tǒng)計(jì)題目得分率。3、（本題5分）某電商平臺(tái)的優(yōu)惠券發(fā)放系統(tǒng)需要對(duì)優(yōu)惠券的類型、面額、使用條件和發(fā)放記錄進(jìn)行管理。優(yōu)惠券信息包括優(yōu)惠券編號(hào)、類型、面額、使用條件、發(fā)放記錄等。考慮使用十字鏈表來(lái)存儲(chǔ)這些信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某種類型優(yōu)惠券的剩余數(shù)量；（2）為用戶發(fā)放優(yōu)惠券并記錄；（3）用戶使用優(yōu)惠券時(shí)進(jìn)行核銷；（4）統(tǒng)計(jì)不同面額優(yōu)惠券的發(fā)放比例。分析所設(shè)計(jì)算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）某在線旅游平臺(tái)的景點(diǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)需要記錄景點(diǎn)信息、評(píng)價(jià)內(nèi)容和評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)。景點(diǎn)信息包括景點(diǎn)ID、景點(diǎn)名稱、景點(diǎn)介紹，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括評(píng)價(jià)ID、景點(diǎn)ID、用戶ID、評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)時(shí)間，評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)包括分?jǐn)?shù)ID、景點(diǎn)ID、用戶ID、分?jǐn)?shù)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)景點(diǎn)評(píng)價(jià)的查詢、統(tǒng)計(jì)平均分?jǐn)?shù)、篩選優(yōu)質(zhì)評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)推薦景點(diǎn)。5、（本題5分）一個(gè)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(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)排行榜的實(shí)時(shí)更新，能夠快速查詢玩家的排名、計(jì)算排名變化，并支持新玩家的加入和舊玩家的退出。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入解釋在隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)中，循環(huán)隊(duì)列和鏈?zhǔn)疥?duì)列的區(qū)別，以及它們?cè)诓煌瑘?chǎng)景下的適用性。2、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場(chǎng)景，如表達(dá)式的前綴、中綴、后綴轉(zhuǎn)換等，并說(shuō)明其原理。3、（本題5分）詳細(xì)論述在利用堆進(jìn)行多路歸并排序時(shí)，如何構(gòu)建初始堆和進(jìn)行歸并過(guò)程，并給出具體的算法步驟和代碼實(shí)現(xiàn)。4、（本題5分）解釋二叉搜索樹(shù)的概念和特點(diǎn)，分析其查找、插入和刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度