西安航空學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁西安航空學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2022-2023學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、設計一個無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點電路，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線方式傳輸?shù)街行墓?jié)點，節(jié)點具有低功耗和自組網(wǎng)功能。2、設計一個基于DSP的圖像去噪系統(tǒng)，能夠去除圖像中的高斯噪聲和椒鹽噪聲，闡述算法原理和代碼實現(xiàn)。3、設計一個基于藍牙技術的無線耳機音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的音頻傳輸和穩(wěn)定的連接。4、二叉搜索樹在數(shù)據(jù)查找和排序中有廣泛應用。假設我們正在維護一個二叉搜索樹。以下關于二叉搜索樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.插入操作時，通過比較節(jié)點值找到合適的位置插入新節(jié)點，保持二叉搜索樹的性質(zhì)B.查找操作的時間復雜度在平均情況下為O(logn)，但在最壞情況下可能退化為O(n)C.刪除操作相對復雜，需要根據(jù)被刪除節(jié)點的子節(jié)點情況進行不同的處理D.只要按照一定的順序插入節(jié)點，二叉搜索樹就一定是平衡的，不需要進行平衡調(diào)整5、利用數(shù)字電路技術，設計一個圖書館自助借還書系統(tǒng)，實現(xiàn)圖書的自動借閱、歸還和管理。6、設計一個無線通信模塊擴展電路，能夠提高無線通信的距離和數(shù)據(jù)傳輸速率，并且具有加密功能。7、假設要對一組整數(shù)進行排序，這些整數(shù)的范圍較?。ɡ?到100），并且數(shù)據(jù)量較大。以下哪種排序算法在這種情況下可能表現(xiàn)最佳？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.計數(shù)排序8、設計一個數(shù)字電路中的狀態(tài)機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密和解密功能，分析加密強度和效率。9、設計一個基于運算放大器的差分放大器電路，共模抑制比不小于80dB，用于放大差分信號并抑制共模干擾。10、設計一個使用硬件描述語言實現(xiàn)數(shù)字邏輯功能的模塊，如狀態(tài)機，進行功能仿真和綜合。11、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索（DFS）和廣度優(yōu)先搜索（BFS）是兩種基本方法。關于這兩種算法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.DFS從起始節(jié)點開始，沿著一條路徑盡可能深地訪問節(jié)點，然后回溯B.BFS從起始節(jié)點開始，逐層地訪問相鄰節(jié)點C.DFS和BFS的時間復雜度均與圖的節(jié)點數(shù)量和邊的數(shù)量有關，通常為O(n+m)，其中n是節(jié)點數(shù)量，m是邊的數(shù)量D.DFS適合用于查找最短路徑，BFS適合用于判斷圖是否連通12、設計一個基于數(shù)字信號處理的語音增強系統(tǒng)，能夠在噪聲環(huán)境下提高語音的清晰度和可懂度。13、設計一個衛(wèi)星通信地面站的接收系統(tǒng)，包括天線、低噪聲放大器、下變頻器等模塊，計算接收靈敏度。14、設計一個基于AD9854的直接數(shù)字頻率合成器（DDS），輸出頻率范圍為1Hz至100MHz，相位分辨率小于1°，給出硬件設計和控制程序。15、設計一個基于單片機的智能門禁系統(tǒng)，能夠通過指紋識別、密碼輸入或刷卡方式進行身份驗證，控制門的開關。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細闡述如何在一個帶權有向圖中計算兩個頂點之間的次短路徑。2、（本題5分）闡述AVL樹的平衡調(diào)整機制，包括旋轉(zhuǎn)操作的類型和實現(xiàn)步驟，分析AVL樹與其他平衡二叉樹的異同。3、（本題5分）比較計數(shù)排序和歸并排序在適用數(shù)據(jù)規(guī)模上的差異。4、（本題5分）在一個鏈表中，如何查找鏈表的中間結(jié)點？三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某在線招聘平臺的簡歷篩選系統(tǒng)需要根據(jù)職位要求對求職者的簡歷進行篩選和匹配。簡歷包括求職者ID、個人信息、教育背景、工作經(jīng)歷、技能證書，職位要求包括職位ID、所需技能、工作經(jīng)驗、學歷要求。設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲簡歷和職位要求數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速準確的篩選和匹配，并向招聘者推薦合適的簡歷。2、（本題5分）一個在線旅游攻略平臺需要存儲各地的旅游景點、美食推薦、住宿信息和用戶評價。設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來方便用戶查詢和規(guī)劃旅行路線。3、（本題5分）一個健身房的會員管理系統(tǒng)需要存儲會員信息，如會員編號、會員姓名、會員類型、會員期限、消費記錄等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定會員、按照消費金額對會員進行排序、新增會員、修改會員信息以及刪除會員。請設計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實現(xiàn)和性能分析。4、（本題5分）一個大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要對數(shù)據(jù)進行快速檢索和排序。數(shù)據(jù)以紅黑樹的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）插入一條新的數(shù)據(jù)記錄；（2）刪除一條指定的數(shù)據(jù)記錄；（3）按照某個字段對數(shù)據(jù)進行排序并輸出；（4）查找某個范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。5、（本題5分）一個城市的公共交通系統(tǒng)需要實時跟蹤公交車的位置和行駛路線，為乘客提供準確的到站時間預測。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠高效地處理車輛位置信息，計算到站時間。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個高效的哈希函數(shù)，減少哈希沖突的發(fā)生，通過實驗評估其效果。2、（本題10分）設計一個程