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

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2頁，共2頁麗水學院

《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批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、設計一個具有電源管理功能的集成電路，能夠實現(xiàn)對不同電源軌的監(jiān)控和控制，給出電路設計和功能驗證。2、設計一個基于ADC和微控制器的水質硬度檢測系統(tǒng)，能夠快速準確地檢測水質硬度。3、利用模擬電路技術，設計一個用于舞臺燈光控制的調光器，能夠實現(xiàn)燈光的平滑調節(jié)和多種燈光效果。4、設計一個高速串行通信接口，采用USBType-C接口，傳輸速率達到10Gbps，說明硬件實現(xiàn)和協(xié)議棧。5、運用通信網絡原理，設計一個物流配送中心的貨物跟蹤系統(tǒng)的網絡方案，實時掌握貨物位置和狀態(tài)。6、設計一個基于數(shù)字信號處理器（DSP）的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠快速準確地檢測出圖像的邊緣信息。7、設計一個基于PLC的電梯群控系統(tǒng)，實現(xiàn)多部電梯的合理調度，提高運行效率。8、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結構，常用于實現(xiàn)優(yōu)先隊列。在堆的操作中，以下描述錯誤的是（）A.大根堆中，根節(jié)點的值大于其左右子節(jié)點的值B.小根堆中，根節(jié)點的值小于其左右子節(jié)點的值C.可以通過堆排序算法對數(shù)組進行排序D.堆的插入和刪除操作時間復雜度為O(n)9、在排序算法的穩(wěn)定性方面，插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法。這意味著在排序過程中（）A.相同元素的相對順序不會改變B.排序速度較快C.不需要額外的存儲空間D.以上都不是10、鏈表是一種常見的鏈式存儲結構。在鏈表中，又分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表等。以下關于鏈表的敘述中，錯誤的是（）A.單鏈表中每個節(jié)點只有一個指向后繼節(jié)點的指針B.雙向鏈表中每個節(jié)點有兩個指針，分別指向前驅節(jié)點和后繼節(jié)點C.循環(huán)鏈表的尾節(jié)點指針指向頭節(jié)點，形成一個環(huán)形結構D.鏈表的插入和刪除操作在任何位置都能高效完成，時間復雜度為O(1)11、設計一個藍牙音頻傳輸系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)高質量的音頻無線傳輸，距離不小于10米，詳細描述系統(tǒng)方案和編碼算法。12、在一個需要頻繁合并和查找集合元素所屬集合的場景中，例如在圖像處理中合并相似的區(qū)域，以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最適合的？（）A.并查集，能夠高效地進行集合的合并和查找B.二叉搜索樹，主要用于元素的查找和排序C.圖，用于表示復雜的關系，對于簡單的集合操作可能過于復雜D.鏈表，合并和查找操作效率較低13、設計一個計算機網絡拓撲結構，滿足特定的網絡規(guī)模、性能和可靠性要求，進行網絡性能分析和優(yōu)化。14、設計一個數(shù)字信號調制解調電路，能夠實現(xiàn)數(shù)字信號的調制和解調，調制方式為ASK、FSK、PSK等。15、在數(shù)據(jù)結構的應用中，?？梢杂糜趯崿F(xiàn)表達式求值。以下關于棧在表達式求值中的作用，正確的是：（）A.棧用于存儲操作數(shù)，按照先進后出的原則進行計算B.棧用于存儲運算符，根據(jù)優(yōu)先級進行計算C.棧在表達式求值中作用不大，主要依靠復雜的算法來實現(xiàn)D.表達式求值不需要使用棧，直接按照順序計算即可16、設計一個基于ZigBee技術的智能倉儲管理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)貨物的入庫、出庫、庫存盤點等功能。17、在處理字符串時，KMP算法是一種改進的模式匹配算法。以下關于KMP算法的優(yōu)點，描述不正確的是（）A.避免了模式串的回溯B.時間復雜度低于樸素模式匹配算法C.不需要對主串進行預處理D.提高了模式匹配的效率18、設計一個基于FPGA的UART轉SPI通信橋接模塊，實現(xiàn)兩種接口之間的數(shù)據(jù)轉換，給出硬件描述和功能驗證。19、設計一個太陽能充電控制器，能夠對12V的蓄電池進行充電管理，實現(xiàn)過充、過放保護，描述電路原理和控制策略。20、使用單片機設計一個汽車防盜報警系統(tǒng)，能夠檢測車輛的異常狀態(tài)并發(fā)出警報，同時通過短信通知車主。21、設計一個數(shù)字信號調制解調糾錯電路，能夠對調制解調過程中的錯誤進行檢測和糾正，提高通信的可靠性。22、設計一個基于無線通信技術的智能環(huán)境監(jiān)測站，能夠監(jiān)測溫度、濕度、氣壓、風速等多種環(huán)境參數(shù)。23、設計一個基于音頻運放的耳機均衡器，能夠對不同頻段的音頻進行獨立的增益調節(jié)。24、設計一個基于藍牙低能耗（BLE）技術的健康監(jiān)測手環(huán)，能夠實時監(jiān)測心率、血壓、運動步數(shù)等健康數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)绞謾C端。25、設計一個數(shù)字信號處理中IIR濾波器和FIR濾波器的性能比較方案，在相同條件下分析濾波效果和資源消耗。26、設計一個音頻放大器噪聲抑制與功率擴展電路，能夠降低放大器的噪聲水平，同時增加輸出功率。27、設計一個數(shù)字音頻處理中的音頻時頻分析和特征提取系統(tǒng)，分析特征的有效性。28、設計一個基于運算放大器的電壓比較器電路，能夠比較兩個輸入電壓的大小，并輸出相應的高低電平信號。29、設計一個基于單片機的智能煙霧報警器系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測環(huán)境中的煙霧濃度，當濃度超過設定閾值時發(fā)出聲光報警，并通過GSM模塊發(fā)送報警短信。30、根據(jù)通信原理，設計一個無線傳感器網絡的網關設備，實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的匯聚和轉發(fā)。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線論壇需要存儲帖子和回復信息。每個帖子有帖子ID、標題、內容、作者、發(fā)布時間等，回復有回復ID、帖子ID、內容、回復者、回復時間。請設計數(shù)據(jù)結構來管理帖子和回復數(shù)據(jù)，能夠快速查找特定帖子和其回復、按照主題分類、刪除違規(guī)帖子和回復，并統(tǒng)計每個主題的帖子數(shù)量。2、（本題5分）某電商平臺的售后服務系統(tǒng)需要記錄用戶的售后申請、處理進度、解決方案和用戶反饋等。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲這些信息，支持售后申請的提交和受理，處理進度的更新，解決方案的記錄和用戶反饋的收集，并能夠分析售后數(shù)據(jù)以改進服務質量。3、（本題5分）一個在線音樂平臺的歌單管理系統(tǒng)需要對用戶創(chuàng)建的歌單和歌曲信息進行管理。歌單信息包括歌單編號、名稱、歌曲列表等，歌曲信息包括歌曲ID、名稱、歌手等。這些信息以鄰接多重表的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個歌單中的歌曲；（2）向歌單中添加或刪除歌曲；（3）合并兩個歌單；（4）統(tǒng)計用戶創(chuàng)建的歌單數(shù)量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。4、（本題5分）一個在線游戲的玩家信息管理系統(tǒng)需要存儲玩家的信息，如玩家編號、玩家昵稱、游戲等級、游戲積分、在線狀態(tài)等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定玩家、按照游戲積分對玩家進行排名、新增玩家、刪除玩家以及更新玩家的在線狀態(tài)和游戲等級。請確定合適的數(shù)據(jù)結構，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，同時討論性能優(yōu)化策略。5、（本題5分）一個在線教育平臺的課程評價管理系統(tǒng)需要存儲課程評價信息，如課程編號、評價內容、評價者、評價分數(shù)、評價時間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定課程的評價、按照評價分數(shù)對評價進行排序、新增評價、修改評價、刪除惡意評價。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結構，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能評估。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）什么是二叉搜索樹的刪除操作的遞歸實現(xiàn)？請描述其實現(xiàn)過程。2、（本題5分）詳細說明堆的概念，包括最大堆和最小堆，以及如何進行堆的構建、插入和刪除操作。3、（本題5分）解釋什么是線段樹數(shù)據(jù)結構，說明其應用場景和構建過程，并闡述如何進行區(qū)間查詢和更新操作。4、（本題5分）論述如何使用動態(tài)規(guī)劃算法解決編輯距離問題。5、