西安郵電大學《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》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頁西安郵電大學

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》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、采用模擬電子技術(shù)設計一個直流電機調(diào)速系統(tǒng)，能夠通過改變輸入電壓實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2、在排序算法中，選擇排序是一種簡單的排序方法，以下關(guān)于選擇排序的描述，正確的是：（）A.選擇排序在每一輪選擇未排序部分的最小元素，與當前位置的元素交換B.選擇排序在最好和最壞情況下的時間復雜度都是O(nlogn)C.選擇排序是一種穩(wěn)定的排序算法，不會改變相同元素的相對順序D.選擇排序的空間復雜度較高，需要額外的大量輔助空間3、設計一個基于單片機的智能安防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測入侵、火災等異常情況，并進行報警和錄像。4、考慮用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)一個字典功能，要求能夠快速插入、刪除和查找元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的（）A.紅黑樹B.跳表C.堆D.以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可以5、設計一個數(shù)字存儲示波器數(shù)據(jù)處理電路，能夠?qū)κ静ㄆ鞑杉臄?shù)據(jù)進行處理和分析，并且具有圖形顯示功能。6、設計一個基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電梯的上升、下降、停靠、開門、關(guān)門等邏輯控制和安全保護功能。7、設計一個數(shù)字溫度計液位計智能監(jiān)測電路，能夠自動監(jiān)測溫度和液位的變化，并給出預警提示。8、在選擇排序算法時，需要考慮多種因素，如數(shù)據(jù)規(guī)模、數(shù)據(jù)特點、時間復雜度和空間復雜度等。對于一個基本有序的數(shù)組，以下哪種排序算法的性能較好：（）A.冒泡排序B.快速排序C.插入排序D.選擇排序9、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)定在設定范圍內(nèi)，給出硬件電路和軟件程序設計。10、設計一個模擬集成電路中反饋放大器的穩(wěn)定性補償電路，分析補償效果和對性能的影響。11、設計一個高頻變壓器，工作頻率在100kHz，輸入電壓為24V，輸出電壓為12V/5A，給出變壓器參數(shù)計算和繞制方法。12、設計一個無線通信模塊電路，能夠?qū)崿F(xiàn)短距離無線數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離在100米以內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps。13、設計一個用于衛(wèi)星通信的低噪聲放大器（LNA），工作頻率在Ku波段，噪聲系數(shù)小于1dB，增益大于20dB，闡述電路設計和器件選型。14、設計一個高頻射頻收發(fā)器電路，工作頻率在2.4GHz，支持藍牙和ZigBee通信，給出電路結(jié)構(gòu)和性能指標。15、設計一個基于DSP的音頻編碼系統(tǒng)，實現(xiàn)MP3或AAC編碼，給出算法流程和代碼優(yōu)化。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是基數(shù)樹（RadixTree）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，說明其特點和應用場景，并闡述如何進行插入和查找操作。2、（本題5分）深入分析在具有n個元素的數(shù)組中，如何實現(xiàn)堆排序的優(yōu)化版本，提高排序的效率，并給出時間復雜度和空間復雜度的分析。3、（本題5分）詳細闡述在一個具有n個元素的有序鏈表中，如何進行合并操作，使其合并后仍然有序。4、（本題5分）詳細解釋在一個具有n個元素的二叉樹中，如何進行后序遍歷的非遞歸實現(xiàn)。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某電商平臺的物流配送路徑規(guī)劃系統(tǒng)需要存儲配送地點和路徑信息，包括地點編號、地點名稱、經(jīng)度、緯度、相鄰地點等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找最短配送路徑、按照距離對配送地點進行排序、新增配送地點、修改路徑信息。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能評估。2、（本題5分）某在線寵物領養(yǎng)平臺需要記錄寵物的信息、領養(yǎng)人的申請和審核狀態(tài)。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，確保寵物能夠找到合適的領養(yǎng)家庭。3、（本題5分）某在線音樂平臺的歌曲管理系統(tǒng)需要存儲歌曲信息，如歌曲編號、歌曲名稱、歌手、專輯、播放次數(shù)等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定歌曲、按照播放次數(shù)對歌曲進行排序、新增歌曲、刪除歌曲以及更新歌曲的播放次數(shù)。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，同時討論性能優(yōu)化方法。4、（本題5分）一個大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要對員工的績效評估和培訓記錄進行管理。員工信息包括員工編號、姓名、績效評估、培訓課程等。這些信息以優(yōu)先隊列的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）按照績效評估得分對員工進行排序；（2）為績效優(yōu)秀的員工安排優(yōu)先培訓課程；（3）刪除離職員工的信息；（4）統(tǒng)計參加過特定培訓課程的員工人數(shù)。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。5、（本題5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。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個程序，使用堆結(jié)構(gòu)存儲一組學生的考試成績，實現(xiàn)成績的優(yōu)先級排序和查詢。