凱里學院《數(shù)據(jù)結構》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結構》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在數(shù)據(jù)結構的選擇中，需要考慮時間復雜度、空間復雜度和操作的便捷性等因素。以下情況中，優(yōu)先選擇數(shù)組而不是鏈表的是（）A.頻繁進行插入和刪除操作B.事先不知道數(shù)據(jù)的規(guī)模大小C.需要快速隨機訪問元素D.內(nèi)存空間有限2、基于通信中的多天線技術設計一個MIMO通信系統(tǒng)，提高通信容量和可靠性。3、設計一個基于Wi-Fi的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，使用攝像頭采集圖像，并通過網(wǎng)絡將圖像傳輸?shù)竭h程客戶端進行實時監(jiān)控。4、在一個實時操作系統(tǒng)中，任務調(diào)度是一個關鍵問題，需要根據(jù)任務的優(yōu)先級、截止時間等因素進行快速的調(diào)度決策。以下哪種數(shù)據(jù)結構和算法常用于實時任務調(diào)度？（）A.優(yōu)先級隊列和調(diào)度算法B.棧和后進先出調(diào)度C.隊列和先進先出調(diào)度D.集合和隨機調(diào)度5、設計一個自動控制系統(tǒng)中的速度控制器，用于控制電機的轉(zhuǎn)速，滿足特定的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能指標。6、圖的鄰接矩陣存儲方式適合于存儲稠密圖，而鄰接表存儲方式適合于存儲稀疏圖。假設一個圖有100個頂點，如果邊的數(shù)量較少，大概在100條左右，以下哪種存儲方式更節(jié)省存儲空間？（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.兩者存儲空間相同D.無法確定7、設計一個基于DSP的數(shù)字音頻均衡器，能夠?qū)崿F(xiàn)10段以上的均衡調(diào)節(jié)，給出算法實現(xiàn)和性能優(yōu)化。8、利用電力電子技術設計一個逆變電路，將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，輸出符合特定要求的電壓和頻率。9、設計一個數(shù)字音頻處理中的音頻編碼碼率控制策略，分析對音質(zhì)和帶寬的影響。10、設計一個基于數(shù)字信號處理的語音加密與解密系統(tǒng)，保障語音通信的安全。11、設計一個模擬信號數(shù)字化系統(tǒng)，包括抽樣、量化和編碼模塊，確定合適的抽樣頻率和量化級數(shù)，分析系統(tǒng)性能。12、在一個哈希表中，解決沖突的方法有多種，以下哪種方法在處理沖突時可能會導致“二次聚集”現(xiàn)象？（）A.線性探測法B.鏈地址法C.再哈希法D.建立公共溢出區(qū)13、設計一個基于音頻DAC的音頻播放系統(tǒng)，支持高保真音頻輸出，采樣率不低于44.1kHz。14、設計一個電子秤數(shù)據(jù)加密電路，能夠?qū)﹄娮映拥臏y量數(shù)據(jù)進行加密，保證數(shù)據(jù)的安全性。15、設計一個基于單片機的智能電表，能夠測量電能參數(shù)并進行顯示和通信，給出電表的硬件電路和軟件程序。16、設計一個數(shù)字通信中的碼間干擾補償電路，分析補償效果和對系統(tǒng)性能的影響。17、設計一個液晶顯示的背光源系統(tǒng)，能夠提供均勻、穩(wěn)定的光照，具有亮度調(diào)節(jié)和色彩控制功能。18、當使用樹結構來存儲數(shù)據(jù)時，平衡二叉樹是為了保證樹的高度平衡，從而提高查找效率。假設一個平衡二叉樹由于插入操作導致失衡，以下哪種調(diào)整方法可以恢復平衡（）A.旋轉(zhuǎn)操作B.重新構建整棵樹C.忽略失衡，繼續(xù)進行操作D.以上方法都不行19、設計一個基于藍牙5.0的低功耗無線傳感器節(jié)點，實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和傳輸，描述節(jié)點的硬件設計和功耗優(yōu)化措施。20、設計一個基于單片機的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對燈光、窗簾、空調(diào)等設備的遠程控制和智能管理。21、線段樹是一種用于處理區(qū)間查詢和更新的數(shù)據(jù)結構。關于線段樹的應用，以下描述哪一項是不正確的？（）A.可以用于快速計算數(shù)組某一區(qū)間的和、最大值、最小值等B.對于頻繁的區(qū)間更新操作，線段樹能夠高效地處理C.線段樹的構建和查詢操作的時間復雜度均為O(logn)D.線段樹只能用于處理數(shù)值類型的數(shù)據(jù)，不能處理其他類型的數(shù)據(jù)22、設計一個電子秤數(shù)據(jù)傳輸與加密電路，能夠?qū)㈦娮映拥臏y量數(shù)據(jù)安全地傳輸?shù)狡渌O備，并進行加密保護。23、在數(shù)據(jù)結構中，散列表（哈希表）用于快速查找數(shù)據(jù)。以下關于散列表的描述，錯誤的是（）A.散列函數(shù)的設計對散列表的性能有很大影響B(tài).處理沖突的方法有開放地址法和鏈地址法C.散列表的查找時間復雜度始終為O(1)D.散列表的裝填因子會影響其性能24、設計一個基于STM32的無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)，采用FOC控制算法，實現(xiàn)精確調(diào)速和位置控制，給出系統(tǒng)組成和軟件流程。25、設計一個基于藍牙4.0技術的智能血壓計，能夠?qū)崟r監(jiān)測血壓變化，并提供健康建議。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細闡述快速排序的分區(qū)過程和遞歸調(diào)用，分析其平均和最壞情況下的時間復雜度。2、（本題5分）解釋并舉例說明在一個具有n個元素的順序表中，如何使用排序算法解決區(qū)間最值問題。3、（本題5分）解釋如何對一個鏈表進行歸并排序，包括分割鏈表和合并鏈表的具體實現(xiàn)。4、（本題5分）對于一個用鏈表實現(xiàn)的棧，如何實現(xiàn)獲取棧中元素的最大值操作，要求時間復雜度為O(1)，給出算法思路和實現(xiàn)代碼。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，計算給定帶權無向圖中所有頂點對之間路徑長度的方差，輸出方差。2、（本題5分）使用鏈表和拓撲排序算法，設計一個程序，安排項目中多個任務的執(zhí)行順序，考慮任務之間的依賴關系。3、（本題5分）在平衡二叉搜索樹中，通過中序遍歷驗證樹的正確性，設計測試用例。4、（本題5分）設計一個貪心算法，解決活動安排問題，使安排的活動數(shù)量最多。5、（本題5分）設計一個基于鏈表的數(shù)據(jù)結構，用于存儲學生的信息（學號、姓名、成績），實現(xiàn)添加、刪除、查找和修改學生信息的功能。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線心理咨詢平臺需要記錄咨詢者的問題、咨詢師的回答和咨詢進度。設計數(shù)據(jù)結構來保護用戶隱私，并支持咨詢記錄的查詢和統(tǒng)計。2、（本題10分）某股票交易系統(tǒng)需要實