西華大學《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法綜合設(shè)計》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頁西華大學《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法綜合設(shè)計》

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、希爾排序是對插入排序的一種改進，以下關(guān)于希爾排序的特點，不正確的是：（）A.希爾排序通過將數(shù)組分成若干個子序列，分別進行插入排序，逐步減少增量，最終完成排序B.希爾排序的時間復(fù)雜度取決于增量序列的選擇，在某些情況下可以接近O(nlogn)C.希爾排序是一種不穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的相對順序D.希爾排序的性能優(yōu)于所有其他排序算法，適用于各種規(guī)模的數(shù)據(jù)排序2、在一個實時數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，需要不斷地接收新的數(shù)據(jù)，并在固定的時間間隔內(nèi)計算數(shù)據(jù)的平均值、中位數(shù)和標準差等統(tǒng)計信息。為了高效地完成這些計算，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.雙端隊列，存儲最新的數(shù)據(jù)B.優(yōu)先隊列，快速獲取最大和最小數(shù)據(jù)C.循環(huán)隊列，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輪轉(zhuǎn)存儲D.有序數(shù)組，便于進行統(tǒng)計計算3、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個低噪聲放大器，用于接收微弱信號并進行放大，給出噪聲系數(shù)和增益指標。4、設(shè)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。5、設(shè)計一個基于51單片機的電子時鐘，具有時分秒顯示、設(shè)置和鬧鐘功能，給出硬件電路和程序代碼。6、運用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計一個企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)布線方案，確保高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。7、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機科學中重要的研究領(lǐng)域，它對程序的性能和效率有著關(guān)鍵影響。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，錯誤的是：（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)以及對數(shù)據(jù)的操作C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只關(guān)注數(shù)據(jù)的存儲方式，不考慮數(shù)據(jù)的處理效率D.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提高程序的運行速度和節(jié)省存儲空間8、假設(shè)在一個資源分配系統(tǒng)中，有多個資源請求同時到達，系統(tǒng)需要根據(jù)資源的可用性和請求的優(yōu)先級進行分配。為了有效地管理資源和請求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以幫助實現(xiàn)高效的分配策略？（）A.集合B.映射C.鏈表集合D.樹狀數(shù)組9、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)10、設(shè)計一個光控開關(guān)電路，當環(huán)境光照強度低于一定值時，自動打開照明設(shè)備，當光照強度高于一定值時，自動關(guān)閉照明設(shè)備。11、假設(shè)正在設(shè)計一個程序，用于管理學生的成績信息，包括學號、姓名、各科成績等。需要支持快速插入新的學生成績、按照成績進行排序以及查找特定學生的成績。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合可能是最理想的？（）A.使用鏈表存儲學生信息，再使用冒泡排序進行排序B.用數(shù)組存儲學生信息，采用快速排序算法排序C.構(gòu)建二叉搜索樹來存儲學生信息，實現(xiàn)快速查找和排序D.利用哈希表存儲學生信息，不進行排序操作12、基于通信加密技術(shù)設(shè)計一個數(shù)據(jù)加密傳輸系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性和保密性。13、設(shè)計一個集成電路封裝結(jié)構(gòu)，滿足散熱、電氣性能和機械強度等要求，進行封裝的可靠性分析。14、設(shè)計一個基于ARM的工業(yè)控制計算機，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和控制，描述計算機的硬件架構(gòu)和軟件系統(tǒng)。15、在有向圖的最短路徑算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特點。以下關(guān)于迪杰斯特拉算法的描述，錯誤的是（）A.它能求出從源點到其他所有頂點的最短路徑B.每次都選擇距離源點最近的未確定最短路徑的頂點進行擴展C.算法的時間復(fù)雜度為O(V2)，其中V是頂點的數(shù)量D.該算法不能處理帶有負權(quán)邊的圖16、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的說法，正確的是：（）A.歸并排序?qū)?shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并，合并過程比較復(fù)雜B.歸并排序在任何情況下的時間復(fù)雜度都是O(n^2)，效率較低C.歸并排序不是一種穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的順序D.歸并排序的空間復(fù)雜度較低，不需要額外的輔助空間17、運用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計一個企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)，滿足多臺計算機之間的高速數(shù)據(jù)傳輸和資源共享需求。18、設(shè)計一個數(shù)字頻率計高精度與多功能電路，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的頻率測量，并同時顯示周期、占空比等參數(shù)。19、設(shè)計一個基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電梯的上升、下降、?？?、開門、關(guān)門等功能，并具備超載報警和故障診斷功能。20、設(shè)計一個基于ADC的數(shù)據(jù)采集卡，能夠同時采集8路模擬信號，采樣頻率不低于100kHz，分辨率為12位。21、在字符串匹配算法中，KMP算法是一種高效的算法，以下關(guān)于KMP算法的描述，不正確的是：（）A.KMP算法通過利用已經(jīng)匹配的部分信息，避免了不必要的回溯，提高了匹配效率B.KMP算法的時間復(fù)雜度主要取決于模式串的長度，與主串的長度無關(guān)C.KMP算法的核心是計算模式串的next數(shù)組，用于確定匹配失敗時的移動位置D.KMP算法在任何情況下的性能都優(yōu)于樸素的字符串匹配算法22、設(shè)計一個簡單的步進電機驅(qū)動器，能夠?qū)崿F(xiàn)電機的精確控制和調(diào)速，包括驅(qū)動電路和控制程序的設(shè)計。23、設(shè)計一個基于編碼器和控制器的數(shù)控機床進給系統(tǒng)，實現(xiàn)精確的位置控制。24、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個數(shù)字電壓表，能夠測量直流電壓并以數(shù)字形式顯示，給出測量精度和量程。25、設(shè)計一個基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，能夠連接多種傳感器并將數(shù)據(jù)上傳到云平臺，闡述系統(tǒng)架構(gòu)和通信方式。26、設(shè)計一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的同步電路，包括位同步、幀同步和網(wǎng)同步模塊，測試其同步性能。27、根據(jù)通信原理，設(shè)計一個短波通信系統(tǒng)，能夠在遠距離通信中保證信號的可靠傳輸。28、設(shè)計一個基于LDO的低壓差線性穩(wěn)壓器，輸出電壓為3.3V，最大輸出電流為1A，給出電路原理圖和性能分析。29、設(shè)計一個音頻放大器電路，能夠?qū)⑤斎氲囊纛l信號進行放大，輸出功率不小于10W，失真度小于1%，并具備音量調(diào)節(jié)功能。30、二叉樹常用于實現(xiàn)查找操作，以下關(guān)于二叉樹查找效率的描述，正確的是：（）A.二叉樹的查找效率與樹的高度成正比，樹越高查找越慢B.平衡二叉樹的查找效率一定高于普通二叉樹C.滿二叉樹的查找效率最高，因為其結(jié)構(gòu)最規(guī)整D.無論二叉樹的結(jié)構(gòu)如何，查找操作的時間復(fù)雜度都是O(n)二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某在線旅游平臺的景點評價系統(tǒng)需要記錄景點信息、評價內(nèi)容和評價分數(shù)。景點信息包括景點ID、景點名稱、景點介紹，評價內(nèi)容包括評價ID、景點ID、用戶ID、評價內(nèi)容、評價時間，評價分數(shù)包括分數(shù)ID、景點ID、用戶ID、分數(shù)。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理評價數(shù)據(jù)，實現(xiàn)景點評價的查詢、統(tǒng)計平均分數(shù)、篩選優(yōu)質(zhì)評價，并根據(jù)評價推薦景點。2、（本題5分）某電商平臺的商品評價系統(tǒng)需要對大量的商品評價進行管理和分析。評價信息包括評價者ID、商品ID、評價內(nèi)容、評價時間等。這些信息以跳表的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）按評價時間順序輸出評價；（2）查找指定商品的所有評價；（3）刪除違規(guī)或無效的評價；（4）統(tǒng)計某個評價者的評價數(shù)量。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）一個電商倉庫的庫存管理系統(tǒng)需要對商品的庫存數(shù)量和出入庫記錄進行管理。商品信息包括商品編號、名稱、庫存數(shù)量、出入庫記錄等?？紤]使用靜態(tài)鏈表來存儲這些信息。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某種商品的庫存數(shù)量；（2）商品入庫時增加庫存數(shù)量并記錄；（3）商品出庫時減少庫存數(shù)量并記錄；（4）統(tǒng)計庫存數(shù)量低于預(yù)警值的商品種類。分析所設(shè)計算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）某旅游網(wǎng)站需要管理大量的旅游線路信息，包括線路ID、線路名稱、行程安排、景點介紹、價格、成團人數(shù)等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些旅游線路數(shù)據(jù)，能夠快速查詢特定線路、按照價格或行程天數(shù)分類、更新線路信息，并統(tǒng)計熱門線路。5、（本題5分）某在線電影票務(wù)系統(tǒng)需要處理影片信息、場次安排、座位預(yù)訂和票房統(tǒng)計。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實現(xiàn)票務(wù)銷售的高效管理。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何在一個鏈表中判斷是否存在值連續(xù)的節(jié)點段。2、（本題5分）詳細闡述如何使用堆排序算法對一個具有n個元素的數(shù)組進行排序，分析其穩(wěn)定性和時間復(fù)雜度。3、（本題5分）深入探討在有向圖和無向圖中，如何判斷圖是否連通，以及求連通分量的方法。4、（本題5分）詳細說明在一個二叉