湖北汽車工業(yè)學(xué)院科技學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)A》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁湖北汽車工業(yè)學(xué)院科技學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)A》

2021-2022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批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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)計一個光耦隔離的數(shù)字輸入輸出模塊，實現(xiàn)與外部設(shè)備的電氣隔離通信，給出電路參數(shù)和應(yīng)用示例。2、設(shè)計一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的同步電路，包括位同步、幀同步和網(wǎng)同步模塊，測試其同步性能。3、插入排序在小規(guī)模數(shù)據(jù)時性能較好。以下關(guān)于插入排序的描述，正確的是（）A.對于近乎有序的數(shù)組，效率很高B.最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(nlogn)C.平均情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)D.是一種空間復(fù)雜度較高的排序算法4、設(shè)計一個基于555定時器的脈沖發(fā)生器，輸出脈沖頻率和占空比可調(diào)，說明電路原理和調(diào)試要點。5、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理中的圖像壓縮質(zhì)量評估系統(tǒng)，包括客觀和主觀評估指標的測量。6、在一個大小為n的數(shù)組中，使用二分查找算法查找一個特定元素，其時間復(fù)雜度為？（）A.O(n)B.O(logn)C.O(nlogn)D.O(n^2)7、設(shè)計一個基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對污水處理過程中的液位、流量、水質(zhì)等參數(shù)的監(jiān)測和控制。8、在圖的算法中，最小生成樹算法用于構(gòu)建連通圖的最小代價生成樹，以下關(guān)于最小生成樹算法的描述，正確的是：（）A.Prim算法和Kruskal算法都能得到圖的最小生成樹，但算法思想不同B.Prim算法從圖中的任意一個節(jié)點開始構(gòu)建生成樹，Kruskal算法則從邊的集合開始C.最小生成樹的權(quán)值之和是唯一確定的，與算法的選擇無關(guān)D.對于稠密圖，Kruskal算法的效率高于Prim算法；對于稀疏圖，Prim算法更優(yōu)9、設(shè)計一個基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測環(huán)境溫度，并通過控制加熱或制冷設(shè)備將溫度穩(wěn)定在設(shè)定值的±1℃范圍內(nèi)。10、哈希表是一種通過哈希函數(shù)實現(xiàn)快速查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于哈希表的敘述中，錯誤的是（）A.哈希函數(shù)的設(shè)計直接影響哈希表的性能B.哈希沖突可以通過開放地址法或鏈地址法解決C.哈希表的查找時間復(fù)雜度為O(1)，在任何情況下都是最優(yōu)的D.哈希表在裝填因子較小時，性能較好11、設(shè)計一個用于音頻放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)，提高放大器的穩(wěn)定性和性能，給出反饋類型選擇和參數(shù)計算。12、隊列可以用于實現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索算法。對于隊列在廣度優(yōu)先搜索中的應(yīng)用，以下描述哪一項是不正確的？（）A.從起始節(jié)點開始，將其加入隊列，然后依次處理隊列中的節(jié)點B.對于每個節(jié)點，將其未訪問過的鄰接節(jié)點加入隊列C.隊列中的節(jié)點按照加入的先后順序進行處理，保證了廣度優(yōu)先的搜索順序D.在搜索過程中，不需要標記已訪問的節(jié)點，因為隊列可以自動避免重復(fù)訪問13、并查集是一種用于處理集合合并和查詢的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對于并查集的操作，以下描述哪一項是不正確的？（）A.可以快速判斷兩個元素是否屬于同一個集合B.合并兩個集合的操作時間復(fù)雜度為O(n)，其中n是集合中的元素數(shù)量C.通過路徑壓縮和按秩合并等優(yōu)化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解決圖的連通性問題和動態(tài)集合管理問題14、設(shè)計一個基于藍牙低能耗（BLE）技術(shù)的智能手環(huán)通信系統(tǒng)，實現(xiàn)與手機的數(shù)據(jù)交互和健康監(jiān)測功能。15、設(shè)計一個直流無刷電機控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和位置控制，包括驅(qū)動電路和控制策略。16、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，樹的遍歷方式有多種，以下關(guān)于樹的遍歷方式的描述，錯誤的是：（）A.前序遍歷先訪問根節(jié)點，然后遞歸遍歷左子樹和右子樹B.中序遍歷先遞歸遍歷左子樹，然后訪問根節(jié)點，最后遞歸遍歷右子樹C.后序遍歷先遞歸遍歷左子樹和右子樹，最后訪問根節(jié)點D.無論采用哪種遍歷方式，對同一棵樹得到的節(jié)點訪問順序都是相同的17、設(shè)計一個通信系統(tǒng)復(fù)用設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)時分復(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。18、設(shè)計一個音頻功率放大器的保護電路，包括過流保護、過熱保護和短路保護，給出電路結(jié)構(gòu)和工作原理。19、設(shè)計一個基于藍牙Mesh技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對多個燈具的分組控制和場景切換。20、設(shè)計一個基于Zigbee和藍牙的融合通信系統(tǒng)，實現(xiàn)不同設(shè)備之間的無縫通信，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和通信協(xié)議。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何判斷一個字符串是否為回文，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細說明如何在一個有序鏈表中合并兩個有序鏈表，保持合并后的鏈表有序。3、（本題5分）詳細解釋圖的深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷算法的基本思想，分析它們的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）詳細論述在利用二叉搜索樹進行刪除操作時，若刪除的節(jié)點有兩個子節(jié)點，如何選擇替代節(jié)點并保持樹的性質(zhì)。5、（本題5分）解釋什么是字典樹（Trie樹）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，說明其特點和應(yīng)用場景，并闡述如何進行插入和查找操作。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）優(yōu)化圖的存儲結(jié)構(gòu)，減少空間占用并提高訪問效率，設(shè)計對比實驗。2、（本題5分）設(shè)計一個基于哈希表的集合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)集合的并、交、差運算。3、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲電商平臺商家的銷售數(shù)據(jù)，包括銷售額、銷售量等，支持數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計。4、（本題5分）給定一個整數(shù)數(shù)組，設(shè)計算法找出其中連續(xù)子數(shù)組的最大乘積。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用貝爾曼-福特算法求解給定有向帶權(quán)圖中某一頂點到其他頂點的最短路徑。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某在線招聘平臺需要管理企業(yè)的招聘信息、求職者簡歷和面試安排。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實現(xiàn)高效的人才匹配和招聘流程管理。2、（本題10分）某網(wǎng)約車平臺需要根據(jù)乘客的出發(fā)地和目的地，快速匹配附近的司機。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實現(xiàn)高效的訂單匹配和行程規(guī)