湖北科技學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、設(shè)計一個音頻濾波器擴(kuò)展電路，能夠增加濾波器的濾波類型和頻率范圍，并且具有自動調(diào)節(jié)功能。2、設(shè)計一個簡單的程控交換機(jī)，實現(xiàn)若干用戶之間的通話連接和切換，考慮通話質(zhì)量和資源分配等問題。3、設(shè)計一個集成電路制造中光刻膠的選擇和涂覆工藝優(yōu)化方案，提高光刻質(zhì)量。4、在鏈表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，節(jié)點通過指針相互連接。假設(shè)需要頻繁地在鏈表的頭部或中間插入和刪除元素。以下哪種鏈表結(jié)構(gòu)可能是最合適的選擇（）A.單向鏈表B.雙向鏈表C.循環(huán)鏈表D.靜態(tài)鏈表5、設(shè)計一個基于CPLD的數(shù)字頻率計，測量范圍為1Hz至100MHz，精度為1Hz，給出硬件描述語言代碼和測試結(jié)果。6、對于一個具有n個節(jié)點的帶權(quán)無向圖，使用Prim算法生成最小生成樹，其時間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(ne)7、設(shè)計一個基于LTC3862的降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器，輸入電壓為12V，輸出電壓為5V/3A，給出電路設(shè)計和效率分析。8、設(shè)計一個直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，采用PWM控制方式，實現(xiàn)電機(jī)的平滑調(diào)速，包括電路設(shè)計和控制算法。9、設(shè)計一個太陽能熱水器控制器節(jié)能優(yōu)化電路，能夠根據(jù)天氣情況和用戶需求自動優(yōu)化熱水器的工作狀態(tài)，實現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化。10、使用單片機(jī)設(shè)計一個智能血壓計，能夠準(zhǔn)確測量血壓值，并將數(shù)據(jù)存儲和傳輸。11、運(yùn)用電子電路知識，設(shè)計一個具有過流保護(hù)和短路保護(hù)功能的直流電源電路。12、設(shè)計一個用于電動汽車充電樁的控制系統(tǒng)，支持多種充電模式和計費(fèi)方式，給出系統(tǒng)組成和控制流程。13、隊列也是一種常見的線性表，具有特定的特性。關(guān)于隊列的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.隊列遵循先進(jìn)先出（FIFO）的原則，插入在隊尾，刪除在隊頭B.循環(huán)隊列可以有效地解決普通隊列可能出現(xiàn)的假溢出問題C.隊列的入隊和出隊操作的時間復(fù)雜度均為O(n)，其中n為隊列的長度D.隊列在計算機(jī)操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度、消息緩沖等方面有廣泛應(yīng)用14、設(shè)計一個基于STM8的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，采用PWM控制方式，能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)和調(diào)速功能，描述系統(tǒng)組成和控制算法。15、在一個需要對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行去重操作的數(shù)據(jù)處理任務(wù)中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地幫助實現(xiàn)這個功能？（）A.集合B.樹C.鏈表D.隊列二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何使用隊列實現(xiàn)層次遍歷二叉樹的操作，分析算法的步驟和時間復(fù)雜度。2、（本題5分）論述在二叉樹的變形結(jié)構(gòu)中，如紅黑樹、AVL樹，如何實現(xiàn)節(jié)點的刪除操作。3、（本題5分）深入探討在一個具有n個元素的二叉搜索樹中，如何刪除一個值為x且有兩個子節(jié)點的節(jié)點。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某電商平臺的用戶行為分析系統(tǒng)需要存儲用戶的操作記錄，如用戶編號、操作類型（瀏覽、購買、收藏、評價）、操作時間、操作對象等。系統(tǒng)要能夠快速分析用戶的行為模式、按照操作頻率對用戶進(jìn)行分類、新增用戶操作記錄、刪除過期記錄。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。2、（本題5分）一個大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要存儲員工的基本信息、工作經(jīng)歷、培訓(xùn)記錄和績效考核等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織這些數(shù)據(jù)，以便能夠快速地查詢員工信息、生成各類報表，并支持員工信息的更新和刪除操作。3、（本題5分）某音樂播放平臺需要管理大量的音樂文件信息，包括歌曲ID、歌曲名稱、歌手、專輯、播放次數(shù)、下載次數(shù)等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些音樂信息，能夠快速查找特定歌曲、按照歌手或?qū)］嫹诸?、更新播放和下載次數(shù)，并統(tǒng)計熱門歌曲。4、（本題5分）一個視頻網(wǎng)站需要管理大量的視頻資源，包括視頻信息、播放量、評論等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化視頻的存儲和檢索，快速響應(yīng)用戶的播放請求。5、（本題5分）在一個大型企業(yè)的項目管理系統(tǒng)中，需要記錄項目信息、任務(wù)分配和進(jìn)度情況。項目信息包括項目ID、項目名稱、負(fù)責(zé)人、開始時間、結(jié)束時間，任務(wù)分配包括任務(wù)ID、項目ID、責(zé)任人、任務(wù)描述，進(jìn)度情況包括任務(wù)ID、完成百分比、更新時間。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理項目數(shù)據(jù)，實現(xiàn)項目的查詢、任務(wù)的跟蹤、進(jìn)度的更新，并生成項目進(jìn)度報告。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題1