武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》

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20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、插入排序也是一種常見的排序算法。以下關(guān)于插入排序的敘述，不正確的是：（）A.插入排序?qū)⒋判虻脑夭迦氲揭雅判虻牟糠种泻线m的位置B.插入排序在平均情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)C.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.插入排序?qū)τ谛∫?guī)模數(shù)據(jù)的排序效果較好2、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的數(shù)字信號解調(diào)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對ASK、FSK、PSK等調(diào)制信號的解調(diào)。3、設(shè)計(jì)一個簡單的數(shù)字示波器的觸發(fā)電路，能夠準(zhǔn)確捕捉輸入信號的特定特征，闡述觸發(fā)電路的原理和設(shè)計(jì)。4、設(shè)計(jì)一個基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測土壤濕度、溫度、酸堿度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚和遠(yuǎn)程傳輸。5、設(shè)計(jì)一個基于藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)的健康監(jiān)測設(shè)備，能夠采集人體生理參數(shù)（如心率、血壓等）并傳輸?shù)绞謾C(jī)端。6、設(shè)計(jì)一個數(shù)字鑒相器，能夠測量兩個輸入信號的相位差，精度達(dá)到1度，給出電路結(jié)構(gòu)和工作原理。7、設(shè)計(jì)一個圖像處理中的邊緣檢測算法，并在實(shí)際圖像上進(jìn)行測試和優(yōu)化，分析算法的復(fù)雜度和準(zhǔn)確性。8、以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實(shí)現(xiàn)LRU（最近最少使用）頁面置換算法？（）A.隊(duì)列B.棧C.哈希表D.雙向鏈表9、設(shè)計(jì)一個數(shù)字信號處理器（DSP）音頻處理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻信號的混音、特效等處理功能。10、AVL樹是一種平衡二叉搜索樹。假設(shè)我們正在使用一個AVL樹。以下關(guān)于AVL樹的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.AVL樹通過旋轉(zhuǎn)操作保持左右子樹的高度差不超過1，從而保證平衡B.插入和刪除節(jié)點(diǎn)后，可能需要進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)操作來恢復(fù)AVL樹的平衡C.AVL樹的查找、插入和刪除操作的時間復(fù)雜度在最壞情況下均為O(logn)D.AVL樹的空間復(fù)雜度比普通二叉搜索樹高很多，不適合在內(nèi)存受限的環(huán)境中使用11、設(shè)計(jì)一個基于單片機(jī)的智能車庫門控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車庫門的自動開關(guān)、遠(yuǎn)程控制和防夾保護(hù)功能。12、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個數(shù)字電視廣播發(fā)射系統(tǒng)，能夠?qū)⒁曨l和音頻信號進(jìn)行調(diào)制并發(fā)射出去。13、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，利用緩存局部性原理可以提高性能。以下關(guān)于緩存局部性原理的描述，錯誤的是：（）A.時間局部性指的是最近被訪問過的數(shù)據(jù)在不久的將來很可能再次被訪問B.空間局部性指的是相鄰的數(shù)據(jù)很可能在短時間內(nèi)被一起訪問C.利用緩存局部性原理可以通過合理的數(shù)據(jù)布局和訪問順序來提高緩存命中率D.緩存局部性原理只適用于硬件層面的優(yōu)化，對軟件中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有影響14、根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個校園無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案，確保校園內(nèi)各個區(qū)域都能穩(wěn)定接入無線網(wǎng)絡(luò)。15、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，棧是一種特殊的線性表，遵循先進(jìn)后出的原則。假設(shè)一個程序需要對一系列操作進(jìn)行逆序處理，例如計(jì)算表達(dá)式的值或者實(shí)現(xiàn)函數(shù)調(diào)用的嵌套。以下哪種應(yīng)用場景最適合使用棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（）A.按照優(yōu)先級對任務(wù)進(jìn)行排序B.存儲一組無序的整數(shù)并進(jìn)行快速查找C.模擬瀏覽器的前進(jìn)和后退功能D.實(shí)現(xiàn)一個優(yōu)先隊(duì)列16、設(shè)計(jì)一個數(shù)字音頻的多聲道處理系統(tǒng)，如5.1聲道或7.1聲道，實(shí)現(xiàn)音頻的空間定位和效果增強(qiáng)。17、設(shè)計(jì)一個基于光電二極管的光強(qiáng)度測量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r測量環(huán)境光的強(qiáng)度，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和存儲。18、設(shè)計(jì)一個太陽能路燈控制器電路，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度自動控制路燈的開關(guān)，并且具有過充過放保護(hù)功能。19、根據(jù)傳感器原理，設(shè)計(jì)一個用于火災(zāi)預(yù)警的煙霧傳感器系統(tǒng)，能夠及時發(fā)出報(bào)警信號。20、設(shè)計(jì)一個基于ARM的嵌入式圖像識別系統(tǒng)，能夠?qū)μ囟繕?biāo)進(jìn)行識別和分類，闡述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn)。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）鏈表的選擇排序有哪些步驟？請?jiān)敿?xì)描述其實(shí)現(xiàn)過程。2、（本題5分）詳細(xì)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(jì)算二叉樹的高度。3、（本題5分）論述伸展樹在頻繁插入和刪除交替情況下的性能表現(xiàn)和優(yōu)化方向。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個程序，使用棧來判斷一個表達(dá)式中的括號是否匹配，若不匹配，指出錯誤位置。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個跳表，實(shí)現(xiàn)插入、查找、刪除操作，并分析其在不同數(shù)據(jù)規(guī)模下的性能。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個算法，利用二叉搜索樹存儲學(xué)生的社團(tuán)活動參與情況，能夠快速查找特定社團(tuán)的參與學(xué)生。4、（本題5分）構(gòu)建一個算法，在一個有向圖中找出所有以給定頂點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個算法，在一個無向圖中找出所有與指定頂點(diǎn)距離不超過k的頂點(diǎn)。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）某醫(yī)院的體檢管理系統(tǒng)需要記錄體檢項(xiàng)目、體檢人員信息、體檢結(jié)果和建議等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實(shí)現(xiàn)體檢項(xiàng)目的設(shè)置，體檢人員信息的錄入，體檢結(jié)果的存儲和分析，以及個性化的體檢建議生成，并能夠快速查詢和統(tǒng)計(jì)體檢數(shù)據(jù)。2、（本題10