湖北商貿(mào)學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程設計》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖北商貿(mào)學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程設計》

2021-2022學年第一學期期末試卷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2分，共40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、設計一個基于運算放大器的積分器電路，積分時間常數(shù)可調(diào)，用于對輸入信號進行積分運算。2、假設正在開發(fā)一個文本編輯軟件，需要能夠快速地對輸入的文本進行插入、刪除和查找操作。同時，要能夠高效地實現(xiàn)文本的回退和重做功能。為了滿足這些需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.順序表，存儲文本數(shù)據(jù)，操作簡單直接B.雙向鏈表，方便在任意位置進行插入和刪除C.棧，用于實現(xiàn)回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串3、設計一個電子指南針電路，能夠指示方向，精度為±1°，并且具有校準功能。4、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關于歸并排序的描述，不正確的是（）A.空間復雜度為O(n)B.是一種穩(wěn)定的排序算法C.最壞、最好和平均時間復雜度均為O(nlogn)D.不能用于鏈表的排序5、設計一個基于運算放大器的音頻功率放大器，能夠驅(qū)動一定阻抗的揚聲器，輸出足夠的功率且具有較小的失真。6、設計一個基于藍牙的無線鍵盤，能夠與計算機或移動設備進行無線連接，實現(xiàn)按鍵輸入功能。7、設計一個數(shù)字圖像處理中的圖像分割算法，如閾值分割或區(qū)域生長分割，在實際圖像上進行測試和優(yōu)化。8、根據(jù)傳感器技術(shù)，設計一個用于環(huán)境監(jiān)測的空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)，能夠檢測多種污染物的濃度。9、設計一個基于運算放大器的儀表放大器，具有高共模抑制比和高增益，用于測量小信號。10、設計一個數(shù)字頻率計電路，能夠測量輸入信號的頻率，測量范圍為1Hz到1MHz，精度為±1Hz。11、假設正在設計一個程序，用于管理學生的成績信息，包括學號、姓名、各科成績等。需要支持快速插入新的學生成績、按照成績進行排序以及查找特定學生的成績。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合可能是最理想的？（）A.使用鏈表存儲學生信息，再使用冒泡排序進行排序B.用數(shù)組存儲學生信息，采用快速排序算法排序C.構(gòu)建二叉搜索樹來存儲學生信息，實現(xiàn)快速查找和排序D.利用哈希表存儲學生信息，不進行排序操作12、設計一個數(shù)字鎖相放大器，能夠從強噪聲背景中提取微弱信號，給出系統(tǒng)架構(gòu)和關鍵技術(shù)。13、設計一個基于STM32的智能車載系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)導航、多媒體播放和車輛狀態(tài)監(jiān)測等功能，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件實現(xiàn)。14、設計一個簡單的觸摸顯示屏控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸操作的響應和顯示內(nèi)容的更新，闡述硬件電路和軟件驅(qū)動的實現(xiàn)方法。15、設計一個基于A/D轉(zhuǎn)換器的電壓測量系統(tǒng)，能夠高精度測量直流或交流電壓，并進行數(shù)字顯示。16、設計一個液晶顯示技術(shù)中的視角擴展光學系統(tǒng)，分析視角擴展效果和圖像質(zhì)量。17、設計一個高頻振蕩器電路，工作頻率在50MHz以上，輸出穩(wěn)定的正弦波信號，給出電路結(jié)構(gòu)和調(diào)試要點。18、設計一個基于集成電路的溫度傳感器電路，能夠精確測量環(huán)境溫度，并將溫度值以數(shù)字形式輸出。19、假設正在開發(fā)一個文本編輯器，需要支持撤銷和重做操作。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以方便地實現(xiàn)這一功能？（）A.棧，存儲操作歷史B.隊列，按順序記錄操作C.數(shù)組，直接存儲操作信息D.二叉搜索樹，快速查找操作記錄20、設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備將溫度穩(wěn)定在設定值的±1℃范圍內(nèi)。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細解釋在一個具有n個元素的二叉樹中，如何通過前序遍歷計算二叉樹的高度。2、（本題5分）深入解釋在具有n個元素的數(shù)組中，如何實現(xiàn)插入排序算法，并分析其時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應用場景，如表達式的前綴、中綴、后綴轉(zhuǎn)換等，并說明其原理。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，使用堆排序算法對一組字符串按照長度進行排序。2、（本題5分）設計一個程序，使用雙向鏈表存儲一組字符串，實現(xiàn)字符串的合并和排序。3、（本題5分）設計一個快速排序算法，對給定數(shù)組進行排序，分析其在不同情況下的性能表現(xiàn)。4、（本題5分）設計一個程序，利用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示網(wǎng)絡流量分析系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡流量的監(jiān)測和異常檢測功能。5、（本題5分）在平衡二叉搜索樹中，設計平衡維護操作保持樹的高度平衡。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個學校的學生成績管理系統(tǒng)需要記錄學生的成績信息，包括學生學號、姓名、課程名稱、成績等。系統(tǒng)要支持快速查找特定學生的某門課程成績、按照成績對學生進行排名、新增學生成績記錄、刪除學生成績記錄以及修改成績。請選擇適當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細闡述如何實現(xiàn)這些功能，包括算法和代碼，以及性能的考量。2、（本題10分）某電商平臺的用戶行為分析系統(tǒng)需要存