浙江傳媒學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線(xiàn)第1頁(yè)，共3頁(yè)浙江傳媒學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，二叉樹(shù)是一種重要的類(lèi)型。關(guān)于二叉樹(shù)的性質(zhì)，以下正確的是：（）A.一棵深度為k的滿(mǎn)二叉樹(shù)，其節(jié)點(diǎn)總數(shù)為2^k-1B.二叉樹(shù)的中序遍歷結(jié)果是節(jié)點(diǎn)值的升序排列（假設(shè)節(jié)點(diǎn)值為整數(shù)）C.任何一棵二叉樹(shù)，其葉子節(jié)點(diǎn)數(shù)一定等于度為2的節(jié)點(diǎn)數(shù)加1D.二叉樹(shù)的前序遍歷和后序遍歷結(jié)果一定不同2、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字音頻解碼器，能夠解碼常見(jiàn)的音頻格式如MP3、WAV等，給出硬件設(shè)計(jì)和解碼算法。3、堆是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。在最大堆中，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.父節(jié)點(diǎn)的值大于等于子節(jié)點(diǎn)的值B.可以通過(guò)堆排序?qū)崿F(xiàn)升序排列C.插入和刪除元素的時(shí)間復(fù)雜度均為O(logn)D.堆一定是完全二叉樹(shù)4、設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)位控制、軌跡規(guī)劃和速度控制，說(shuō)明控制算法和驅(qū)動(dòng)器選型。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的儀表放大器電路，具有高共模抑制比和高輸入阻抗，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算。6、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)音頻頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號(hào)的頻譜分布。7、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，任務(wù)調(diào)度是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，需要根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、截止時(shí)間等因素進(jìn)行快速的調(diào)度決策。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度？（）A.優(yōu)先級(jí)隊(duì)列和調(diào)度算法B.棧和后進(jìn)先出調(diào)度C.隊(duì)列和先進(jìn)先出調(diào)度D.集合和隨機(jī)調(diào)度8、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)字典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，支持快速的插入、刪除和查找操作，并且能夠存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)。以下哪種實(shí)現(xiàn)方式可能是最優(yōu)的？（）A.基于鏈表的實(shí)現(xiàn)B.基于數(shù)組的實(shí)現(xiàn)C.基于哈希表的實(shí)現(xiàn)D.基于樹(shù)的實(shí)現(xiàn)9、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)電路，如FIR濾波器，滿(mǎn)足特定的濾波性能指標(biāo)，進(jìn)行電路的調(diào)試和優(yōu)化。10、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器擴(kuò)展電路，能夠增加放大器的輸出功率和音質(zhì)，并且具有失真檢測(cè)功能。11、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，棧是一種特殊的線(xiàn)性表，其操作具有特定的限制。以下關(guān)于棧的描述，正確的是：（）A.棧的插入和刪除操作只能在表的一端進(jìn)行，按照后進(jìn)先出的原則B.?？梢栽诒淼娜我馕恢眠M(jìn)行插入和刪除操作，操作靈活C.棧的存儲(chǔ)空間可以是不連續(xù)的，通過(guò)指針來(lái)連接各個(gè)元素D.棧的元素存儲(chǔ)順序和取出順序沒(méi)有必然聯(lián)系，取決于操作的隨機(jī)性12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進(jìn)行90度、180度和270度旋轉(zhuǎn)，說(shuō)明算法和硬件實(shí)現(xiàn)。13、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星通信地面站的天線(xiàn)跟蹤控制系統(tǒng)，確保天線(xiàn)始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。14、在選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮多種因素。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇的考慮因素，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.數(shù)據(jù)的規(guī)模和操作的頻繁程度會(huì)影響數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇B.對(duì)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)方式（如隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)、順序訪(fǎng)問(wèn)）也是選擇的重要因素C.空間效率通常比時(shí)間效率更重要，應(yīng)優(yōu)先考慮節(jié)省存儲(chǔ)空間D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性和靈活性在某些情況下也需要納入考慮15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬濾波器和數(shù)字濾波器的組合濾波系統(tǒng)，有效濾除復(fù)雜噪聲。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)的頻率合成器電路，輸出頻率范圍為100kHz-1GHz，頻率分辨率不大于1kHz，相位噪聲小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。17、假設(shè)在一個(gè)實(shí)時(shí)交通監(jiān)控系統(tǒng)中，需要不斷地接收車(chē)輛的位置信息，并快速判斷某一區(qū)域內(nèi)車(chē)輛的擁堵情況。為了有效地存儲(chǔ)和處理這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提供快速的查詢(xún)和更新操作？（）A.紅黑樹(shù)B.線(xiàn)段樹(shù)C.B樹(shù)D.圖18、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻振蕩器電路，工作頻率在50MHz以上，輸出穩(wěn)定的正弦波信號(hào)，給出電路結(jié)構(gòu)和調(diào)試要點(diǎn)。19、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的方式，對(duì)算法的效率和程序的性能有著重要影響。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為線(xiàn)性結(jié)構(gòu)和非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，如數(shù)組、鏈表屬于線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，而樹(shù)和圖屬于非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)B.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)取決于具體的應(yīng)用場(chǎng)景和操作需求，例如頻繁的插入和刪除操作可能更適合使用鏈表C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)通常包括節(jié)省存儲(chǔ)空間、提高操作效率和便于數(shù)據(jù)的管理與維護(hù)D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一旦確定，就不能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改和優(yōu)化，否則會(huì)導(dǎo)致程序出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的CAN總線(xiàn)通信控制器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和錯(cuò)誤處理，給出硬件描述和測(cè)試方案。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）論述在二叉樹(shù)的遍歷中，如何利用線(xiàn)索二叉樹(shù)優(yōu)化遍歷效率。2、（本題5分）詳細(xì)論述在利用堆進(jìn)行排序的過(guò)程中，如何將一個(gè)無(wú)序數(shù)組構(gòu)建成堆，并給出具體的算法步驟和代碼實(shí)現(xiàn)。3、（本題5分）比較堆排序和冒泡排序在穩(wěn)定性上的差異，并說(shuō)明原因。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用雙向鏈表存儲(chǔ)員工信息（包括工號(hào)、姓名、工資），實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的插入和刪除操作。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)一個(gè)在線(xiàn)游戲的副本通關(guān)記錄信息，支持通關(guān)時(shí)間和成績(jī)的統(tǒng)計(jì)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)字符串中找出所有由數(shù)字組成的子串。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個(gè)健身房的會(huì)員卡類(lèi)型管理系統(tǒng)，包括年卡、月卡、季卡等。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用二叉樹(shù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)一組整數(shù)的快速插入和刪除，同時(shí)保持樹(shù)的平衡。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)在線(xiàn)圖書(shū)館的書(shū)籍借閱系統(tǒng)需要對(duì)書(shū)籍的借閱情況和讀者信息進(jìn)行管理。書(shū)籍信息包括書(shū)籍編號(hào)、書(shū)名、作者、借閱狀態(tài)等，讀者信息包括讀者編號(hào)、姓名、借閱記錄等。這些信息以并查集的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）讀者借閱書(shū)籍；（2）讀者歸還書(shū)籍；（3）查詢(xún)某本書(shū)是否可借；（4）統(tǒng)計(jì)某讀者的借閱次數(shù)。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題10