私立華聯(lián)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C1》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C1》2023-2024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15個(gè)小題，每小題1分，共15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)基于STM32的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)姿態(tài)穩(wěn)定、高度控制和航線規(guī)劃，給出系統(tǒng)組成和控制算法。2、設(shè)計(jì)一個(gè)紅外線遙控電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對電器設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，控制距離在10米以上。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能車庫門控制系統(tǒng)，能夠通過遙控器和手機(jī)APP控制車庫門的開關(guān)。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動(dòng)控制灌溉設(shè)備的開啟和關(guān)閉。5、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU（LeastRecentlyUsed）緩存，當(dāng)緩存滿時(shí)，刪除最近最少使用的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.數(shù)組結(jié)合鏈表，通過移動(dòng)鏈表節(jié)點(diǎn)來標(biāo)記使用頻率B.哈希表結(jié)合雙向鏈表，能夠快速查找和調(diào)整元素順序C.棧，后進(jìn)先出，無法體現(xiàn)使用頻率D.隊(duì)列，先進(jìn)先出，不能區(qū)分元素的使用頻率6、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器噪聲抑制與功率擴(kuò)展電路，能夠降低放大器的噪聲水平，同時(shí)增加輸出功率。7、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器的自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，根據(jù)音頻內(nèi)容自動(dòng)優(yōu)化頻率響應(yīng)。8、設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，滿足特定的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、性能和可靠性要求，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能分析和優(yōu)化。9、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)可以分為線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)，如數(shù)組、鏈表屬于線性結(jié)構(gòu)，而樹和圖屬于非線性結(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10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi6的無線局域網(wǎng)（WLAN）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，給出系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)。11、使用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器，能夠?qū)斎氲囊纛l信號(hào)進(jìn)行特定頻率范圍的濾波，如低通、高通或帶通濾波。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于熱電偶的溫度測量系統(tǒng)，能夠測量較高溫度范圍，并對測量結(jié)果進(jìn)行冷端補(bǔ)償和線性化處理。13、設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信收發(fā)系統(tǒng)，工作在特定頻段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，考慮發(fā)射功率、接收靈敏度和抗干擾能力等因素。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Arduino的智能環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠根據(jù)室內(nèi)溫度、濕度和CO2濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)、加濕器和通風(fēng)設(shè)備。15、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的通信基站發(fā)射機(jī)前端電路，工作頻率在900MHz，輸出功率為10W，給出射頻電路設(shè)計(jì)和功率放大器選型。二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述跳表在大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的可擴(kuò)展性和性能評(píng)估。2、（本題5分）論述在二叉樹的序列化和反序列化中，如何將二叉樹轉(zhuǎn)換為字符串并恢復(fù)。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)元素的堆中，如何利用堆進(jìn)行中位數(shù)的查找。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在貪心算法的實(shí)際應(yīng)用中，如活動(dòng)選擇問題，如何做出最優(yōu)選擇。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某醫(yī)院的信息系統(tǒng)需要存儲(chǔ)患者的病歷信息，包括基本信息、診斷結(jié)果、治療方案、用藥記錄等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠方便地按照患者編號(hào)、疾病類型或治療時(shí)間進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，并支持新病歷的錄入和舊病歷的修改。2、（本題5分）某機(jī)場的航班管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)航班的信息，如航班編號(hào)、出發(fā)地、目的地、起飛時(shí)間、降落時(shí)間、航班狀態(tài)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定航班、按照起飛時(shí)間對航班進(jìn)行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。請?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。3、（本題5分）假設(shè)一個(gè)在線教育平臺(tái)的問答系統(tǒng)需要記錄問題信息、答案信息和用戶互動(dòng)情況。問題信息包括問題ID、問題標(biāo)題、提問者ID、提問時(shí)間，答案信息包括答案ID、問題ID、回答者ID、回答內(nèi)容、回答時(shí)間，用戶互動(dòng)情況包括互動(dòng)ID、問題ID、用戶ID、互動(dòng)類型（點(diǎn)贊、評(píng)論等）。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理問答數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)問題的快速查找、答案的排序、用戶互動(dòng)的處理，并統(tǒng)計(jì)問題的熱度和回答的質(zhì)量。4、（本題5分）一個(gè)在線旅游攻略平臺(tái)需要存儲(chǔ)各地的旅游景點(diǎn)、美食推薦、住宿信息和用戶評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來方便用戶查詢和規(guī)劃旅行路線。5、（本題5分）一個(gè)在線考試系統(tǒng)需要對考生的答題情況和成績進(jìn)行管理?？忌畔忌幪?hào)、姓名、答題記錄、成績等。這些信息以伸展樹的形式存儲(chǔ)。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）插入新考生的答題情況和成績；（2）根據(jù)成績查找考生排名；（3）修改考生的答題記錄和成績；（4）刪除缺考考生的信息。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)電商平臺(tái)用戶的購物車信息，包括商品ID、數(shù)量等，支持購物車的操作和結(jié)算。2、（本