中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐》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頁中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐》

2022-2023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1分，共20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、設(shè)計(jì)一個(gè)光纖通信系統(tǒng)中光纖的選型方案，考慮傳輸距離、帶寬和成本等因素，進(jìn)行性能和成本評(píng)估。2、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理中的音頻降噪系統(tǒng)，分析降噪效果和對(duì)音質(zhì)的影響。3、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表自動(dòng)校準(zhǔn)電路，能夠定期自動(dòng)對(duì)電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)，提高測量精度。4、在樹的遍歷方式中，前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷是常見的三種方式。對(duì)于這三種遍歷方式，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.前序遍歷首先訪問根節(jié)點(diǎn)，然后遞歸地遍歷左子樹和右子樹B.中序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹，然后訪問根節(jié)點(diǎn)，最后遞歸地遍歷右子樹C.后序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹和右子樹，然后訪問根節(jié)點(diǎn)D.對(duì)于同一棵樹，無論采用哪種遍歷方式，得到的節(jié)點(diǎn)序列都是相同的5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的時(shí)間段和車流量自動(dòng)調(diào)整信號(hào)燈的時(shí)長，實(shí)現(xiàn)智能化交通控制。6、棧是一種特殊的線性表，其操作遵循后進(jìn)先出的原則。在實(shí)際應(yīng)用中，棧有著廣泛的用途。以下關(guān)于棧的敘述中，不正確的是（）A.?？梢杂糜诒磉_(dá)式求值B.?？梢杂脕韺?shí)現(xiàn)遞歸函數(shù)的調(diào)用C.棧的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)只能是順序存儲(chǔ)D.棧頂元素是最后入棧的元素，也是最先出棧的元素7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無線通信技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)灌溉控制系統(tǒng)，根據(jù)土壤濕度和氣象條件自動(dòng)控制灌溉。8、在動(dòng)態(tài)數(shù)組的實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)數(shù)組容量不足時(shí)需要進(jìn)行擴(kuò)容。關(guān)于動(dòng)態(tài)數(shù)組的擴(kuò)容策略，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.常見的擴(kuò)容策略是按照一定的比例增加數(shù)組的容量，如擴(kuò)大為原來的兩倍B.擴(kuò)容操作會(huì)涉及到數(shù)據(jù)的復(fù)制，可能會(huì)影響性能C.為了避免頻繁擴(kuò)容，可以在創(chuàng)建動(dòng)態(tài)數(shù)組時(shí)預(yù)留一定的額外空間D.擴(kuò)容操作的時(shí)間復(fù)雜度總是O(n)，其中n是數(shù)組中的元素?cái)?shù)量9、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字對(duì)講機(jī)的語音加密系統(tǒng)，保障通信內(nèi)容的安全性。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的自動(dòng)化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)工位的順序控制、邏輯控制和故障診斷，提供控制程序和I/O分配表。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)化立體車庫車輛檢測與引導(dǎo)系統(tǒng)，提高車庫的空間利用率和停車效率。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于51單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)車流量自動(dòng)調(diào)整紅綠燈時(shí)間，提高道路通行效率。13、假設(shè)在一個(gè)操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理中，需要?jiǎng)討B(tài)地分配和回收內(nèi)存塊，并且避免內(nèi)存碎片的產(chǎn)生。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法可以用于實(shí)現(xiàn)有效的內(nèi)存管理？（）A.伙伴系統(tǒng)B.分頁存儲(chǔ)管理C.分段存儲(chǔ)管理D.段頁式存儲(chǔ)管理14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的自動(dòng)化立體倉庫堆垛機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)的水平和垂直運(yùn)動(dòng)控制。15、在一個(gè)實(shí)時(shí)交通監(jiān)控系統(tǒng)中，需要快速更新道路的擁堵狀態(tài)，并能夠查詢某條道路的當(dāng)前狀態(tài)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.二叉平衡樹，能夠保持平衡，查找和更新效率較高，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜B.跳表，通過多層索引提高查找和更新效率，實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單C.線段樹，常用于區(qū)間查詢和更新，但對(duì)于單個(gè)元素的操作相對(duì)復(fù)雜D.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹，保證了較好的性能16、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器參數(shù)自動(dòng)調(diào)整與存儲(chǔ)電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號(hào)自動(dòng)調(diào)整均衡器參數(shù)，并將參數(shù)存儲(chǔ)起來供下次使用。17、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中圖像特征提取和分類系統(tǒng)，分析特征的有效性和分類準(zhǔn)確率。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)化生產(chǎn)線質(zhì)量檢測系統(tǒng)，能夠檢測產(chǎn)品的外觀缺陷和尺寸精度。19、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索是兩種基本方法。以下關(guān)于深度優(yōu)先搜索的描述，不正確的是（）A.采用棧來實(shí)現(xiàn)B.可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)訪問節(jié)點(diǎn)的情況C.對(duì)于連通圖，能遍歷到所有節(jié)點(diǎn)D.可以用于求解圖的連通分量20、運(yùn)用電子電路知識(shí)，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)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的精確運(yùn)動(dòng)控制。二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在最短路徑問題中，解釋Dijkstra算法和Floyd算法的基本思想和實(shí)現(xiàn)步驟，比較它們在不同類型圖上的應(yīng)用和效率。2、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場景，如表達(dá)式的前綴、中綴、后綴轉(zhuǎn)換等，并說明其原理。3、（本題5分）詳細(xì)闡述AVL樹的旋轉(zhuǎn)操作，包括單旋轉(zhuǎn)和雙旋轉(zhuǎn)，以及在插入節(jié)點(diǎn)時(shí)如何進(jìn)行平衡調(diào)整。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無向圖中，如何判斷是否為二部圖。5、（本題5分）論述如何在二叉搜索樹中進(jìn)行插入、刪除和查找操作，以及如何保持其平衡以提高性能。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，利用數(shù)組實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)排序算法，輸入一組數(shù)據(jù)進(jìn)行排序并展示過程和結(jié)果。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，使用深度優(yōu)先搜索判斷給定圖是否為連通圖，若不連通，輸出連通分量。3、（本題5分）以哈希表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)在線考試系統(tǒng)的考生答題情況統(tǒng)計(jì)模塊，能夠快速統(tǒng)計(jì)各題的正確率。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，求解最長公共子序列問題，輸出最長公共子序列及其長度。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)組的循環(huán)隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)插入、刪除和獲取隊(duì)列長度的操作。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某醫(yī)院的藥品庫存管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)藥品信息，如藥品編號(hào)、藥品名稱、藥品規(guī)格、庫存數(shù)量、有效期等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定藥品、按照庫存數(shù)量對(duì)藥品進(jìn)行排序、進(jìn)行藥品的入庫和出庫操作、提醒即將過期藥品。請?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。2、（本題10分）某在線招聘網(wǎng)站需要記錄職位信息和求職者的簡歷信息。職位信息包括職位ID、職位名稱、公司名稱、工作地點(diǎn)、薪資范圍等，簡歷信息包括求職者ID、姓名、聯(lián)系方式、教育背景、工作經(jīng)歷等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，能夠快速匹配職位和簡歷、查詢特定職位和求職者信息、更新職位狀態(tài)和簡歷內(nèi)容，并統(tǒng)計(jì)熱門職位。3、（本題10分）某電商平臺(tái)需要對(duì)用戶的購買記錄進(jìn)行分析，