北京石油化工學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線(xiàn)第1頁(yè)，共3頁(yè)北京石油化工學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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、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2、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含頂點(diǎn)和邊。假設(shè)存在一個(gè)無(wú)向圖，頂點(diǎn)分別為A、B、C、D、E，邊的集合為{(A,B),(A,C),(B,D),(C,D),(D,E)}。使用深度優(yōu)先搜索算法從頂點(diǎn)A開(kāi)始遍歷，以下哪個(gè)遍歷順序是可能的？（）A.A-B-C-D-EB.A-C-B-D-EC.A-B-D-C-ED.A-E-D-C-B3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的音頻處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻濾波、降噪和均衡等功能，提供算法實(shí)現(xiàn)和代碼優(yōu)化思路。4、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，能夠識(shí)別特定的語(yǔ)音指令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作，說(shuō)明系統(tǒng)架構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn)。5、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的方式。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)旨在提高數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率和操作效率B.它是算法設(shè)計(jì)和分析的基礎(chǔ)，影響著程序的性能C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只關(guān)注數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，不考慮數(shù)據(jù)的處理邏輯D.常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括數(shù)組、鏈表、棧、隊(duì)列等6、設(shè)計(jì)一個(gè)用于電動(dòng)汽車(chē)充電樁的控制系統(tǒng)，支持多種充電模式和計(jì)費(fèi)方式，給出系統(tǒng)組成和控制流程。7、考慮一個(gè)物流配送系統(tǒng)，需要根據(jù)客戶(hù)的地址和訂單需求規(guī)劃最優(yōu)的配送路線(xiàn)。同時(shí)，要能夠?qū)崟r(shí)更新路況信息，并重新計(jì)算最優(yōu)路線(xiàn)。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合最適合解決這個(gè)問(wèn)題？（）A.迪杰斯特拉算法和鄰接表B.弗洛伊德算法和矩陣C.廣度優(yōu)先搜索算法和鏈表D.深度優(yōu)先搜索算法和棧8、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。9、在一個(gè)操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度中，多個(gè)進(jìn)程需要競(jìng)爭(zhēng)CPU資源，系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)和等待時(shí)間進(jìn)行調(diào)度。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地管理進(jìn)程的狀態(tài)和信息？（）A.紅黑樹(shù)，平衡存儲(chǔ)進(jìn)程數(shù)據(jù)B.鏈表，簡(jiǎn)單記錄進(jìn)程順序C.數(shù)組，按固定順序存儲(chǔ)進(jìn)程D.堆，根據(jù)優(yōu)先級(jí)調(diào)整進(jìn)程位置10、考慮一個(gè)在線(xiàn)考試系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)大量的試題，并能夠根據(jù)試題的類(lèi)型、難度等屬性進(jìn)行快速的檢索和排序。同時(shí)，系統(tǒng)要支持試題的添加、修改和刪除操作。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最佳的選擇？（）A.堆，便于快速排序和獲取極值試題B.字典樹(shù)，適合對(duì)字符串類(lèi)型的試題進(jìn)行高效存儲(chǔ)和檢索C.平衡二叉樹(shù)，保持平衡以提高查找效率D.環(huán)形鏈表，實(shí)現(xiàn)試題的循環(huán)展示和操作11、設(shè)計(jì)一個(gè)5V轉(zhuǎn)3.3V的DC-DC降壓電源模塊，輸出電流不小于1A，效率達(dá)到80%以上，給出原理圖和PCB設(shè)計(jì)。12、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)4G通信模塊，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和語(yǔ)音通信功能。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像縮放、旋轉(zhuǎn)、灰度變換等基本操作。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)D像進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于A(yíng)DC的壓力測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量范圍為0-100MPa，精度為0.1MPa，通過(guò)串口將測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)。16、圖在實(shí)際應(yīng)用中有著多種用途。以下關(guān)于圖的應(yīng)用場(chǎng)景的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.圖可以用于表示社交網(wǎng)絡(luò)中的人際關(guān)系B.圖可以用于交通網(wǎng)絡(luò)的路徑規(guī)劃C.圖可以用于表示計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接關(guān)系D.圖只能用于表示簡(jiǎn)單的線(xiàn)性關(guān)系17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于NFC技術(shù)的近場(chǎng)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和支付功能，說(shuō)明系統(tǒng)組成和安全機(jī)制。18、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的調(diào)制電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入模擬信號(hào)的ASK調(diào)制，并分析其調(diào)制性能和頻譜特性。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.0的音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的無(wú)線(xiàn)音頻傳輸，傳輸距離不小于20米，支持雙聲道。20、線(xiàn)段樹(shù)是一種用于處理區(qū)間查詢(xún)和更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用線(xiàn)段樹(shù)解決區(qū)間問(wèn)題。以下關(guān)于線(xiàn)段樹(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.線(xiàn)段樹(shù)通過(guò)對(duì)區(qū)間進(jìn)行遞歸劃分，建立樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)快速回答區(qū)間查詢(xún)B.插入和刪除操作在線(xiàn)段樹(shù)中比較復(fù)雜，通常不常使用C.線(xiàn)段樹(shù)的構(gòu)建時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，查詢(xún)和更新操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)D.線(xiàn)段樹(shù)可以用于求解區(qū)間最大值、最小值、和等問(wèn)題21、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法。以下關(guān)于冒泡排序的敘述中，不正確的是（）A.冒泡排序通過(guò)不斷比較相鄰元素并交換位置來(lái)排序B.冒泡排序在最好情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.冒泡排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)D.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法22、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻電路中的功率放大器線(xiàn)性化方案，提高放大器的線(xiàn)性度和效率。23、AVL樹(shù)是一種平衡二叉搜索樹(shù)。關(guān)于A(yíng)VL樹(shù)的特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.AVL樹(shù)通過(guò)旋轉(zhuǎn)操作來(lái)保持樹(shù)的平衡，左右子樹(shù)的高度差不超過(guò)1B.在A(yíng)VL樹(shù)中進(jìn)行插入和刪除操作后，需要通過(guò)調(diào)整來(lái)恢復(fù)平衡，時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)C.AVL樹(shù)的查找效率在最壞情況下也能保證為O(logn)D.AVL樹(shù)的空間復(fù)雜度比普通二叉搜索樹(shù)高，不適合存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)24、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字頻率合成器，輸出頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10^-6，相位噪聲低于-100dBc/Hz@1kHz。25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無(wú)線(xiàn)通信模塊和傳感器的工業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，解釋順序表和鏈表的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并比較它們?cè)诓迦?、刪除和查找操作上的時(shí)間復(fù)雜度差異。2、（本題5分）簡(jiǎn)述哈希表的哈希沖突解決方法中開(kāi)放尋址法的其他變體及適用場(chǎng)景。3、（本題5分）解釋如何在一個(gè)二叉搜索樹(shù)中進(jìn)行查找操作的多線(xiàn)程優(yōu)化，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其線(xiàn)程安全和性能提升。4、（本題5分）論述AVL樹(shù)在插入和刪除操作時(shí)的平衡調(diào)整對(duì)樹(shù)的整體結(jié)構(gòu)的影響。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)一個(gè)學(xué)校的選課系統(tǒng)信息，包括課程信息、學(xué)生選課情況等，實(shí)現(xiàn)課程的選課、退課和課表生成功能。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)一個(gè)快遞公司的快遞員績(jī)效評(píng)估信息，包括送貨數(shù)量、準(zhǔn)時(shí)率等。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)整數(shù)數(shù)組中找出第k小的元素。4、（本題5分）使用圖的拓?fù)渑判蛩惴?，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，安排課程的先后順序，確保先修課程先完成。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示交通流量圖，實(shí)現(xiàn)路口擁堵情況的分析和最優(yōu)路徑的推薦功能。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)設(shè)備的信息，如設(shè)備編號(hào)、設(shè)備名稱(chēng)、設(shè)備類(lèi)型、購(gòu)買(mǎi)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(gòu)買(mǎi)日期對(duì)設(shè)備進(jìn)行排序、新增設(shè)備、維修設(shè)備、報(bào)廢設(shè)備。請(qǐng)確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。2、（本題10分）一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速檢索和排序。數(shù)據(jù)以紅黑樹(shù)的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）插入一條新的數(shù)據(jù)記錄；（2）刪除一條指定的數(shù)據(jù)記錄