云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》2023-2024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)效密封線第2頁(yè)，共2頁(yè)云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》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)基于LoRa技術(shù)的遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸系統(tǒng)，傳輸距離不小于5公里，數(shù)據(jù)傳輸速率不低于1kbps，說(shuō)明系統(tǒng)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)配置。2、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于數(shù)控機(jī)床的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的精確調(diào)速和位置控制。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.2的無(wú)線耳機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)音頻播放和降噪功能，續(xù)航時(shí)間不小于20小時(shí)。4、對(duì)于一個(gè)順序存儲(chǔ)的線性表，要在表頭插入一個(gè)新元素，需要移動(dòng)的元素個(gè)數(shù)為？（）A.0B.1C.nD.n-15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻功率放大器芯片的音響系統(tǒng)，輸出功率不小于50W，具備高低音調(diào)節(jié)功能。6、設(shè)計(jì)一個(gè)用于光伏發(fā)電的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）控制器，給出控制算法和硬件實(shí)現(xiàn)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的太陽(yáng)能路燈控制器，根據(jù)光照和時(shí)間自動(dòng)控制路燈的開(kāi)關(guān)和亮度。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理過(guò)程中的液位、流量、水質(zhì)等參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制。9、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于超聲波傳感器的距離測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量物體與傳感器之間的距離，并顯示測(cè)量結(jié)果。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的三角波發(fā)生器，輸出頻率在10Hz至100Hz連續(xù)可調(diào)，說(shuō)明電路原理和元件選擇。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)的健康監(jiān)測(cè)手環(huán)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)心率、血壓、運(yùn)動(dòng)步數(shù)等健康數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)绞謾C(jī)端。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的氣體濃度檢測(cè)系統(tǒng)，能夠檢測(cè)多種常見(jiàn)氣體（如CO、CO?、CH?等）的濃度。14、堆是一種特殊的樹(shù)形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。在堆的操作中，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.大根堆中，根節(jié)點(diǎn)的值大于其左右子節(jié)點(diǎn)的值B.小根堆中，根節(jié)點(diǎn)的值小于其左右子節(jié)點(diǎn)的值C.可以通過(guò)堆排序算法對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序D.堆的插入和刪除操作時(shí)間復(fù)雜度為O(n)15、在一個(gè)循環(huán)隊(duì)列中，隊(duì)滿的條件是(rear+1)%maxSize==front，隊(duì)空的條件是front==rear。假設(shè)隊(duì)列的最大容量為5，當(dāng)前front=2，rear=1，此時(shí)進(jìn)行入隊(duì)操作是否可行？（）A.可行B.不可行C.不確定D.以上都不對(duì)16、假設(shè)正在開(kāi)發(fā)一個(gè)股票交易系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)記錄每只股票的價(jià)格變化，并能夠快速地找出價(jià)格漲幅最大和跌幅最大的股票。同時(shí)，要支持對(duì)股票價(jià)格的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的搭配最適合這個(gè)系統(tǒng)？（）A.最大堆和最小堆，分別存儲(chǔ)漲幅和跌幅最大的股票信息B.紅黑樹(shù)和中序遍歷，獲取股票價(jià)格的排序C.跳表和插入排序，更新股票價(jià)格數(shù)據(jù)D.線段樹(shù)和歸并排序，分析股票價(jià)格歷史數(shù)據(jù)17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)，能夠在視頻中實(shí)時(shí)跟蹤特定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于壓力傳感器和單片機(jī)的液位測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)容器內(nèi)的液位高度。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)放的求和放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)輸入信號(hào)的求和運(yùn)算，增益可調(diào)。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電位器和運(yùn)放的音頻均衡器電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻段音頻的增益調(diào)節(jié)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述歸并排序算法的思想和步驟，并說(shuō)明其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）解釋圖的深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的算法思想，并比較它們?cè)诓煌闆r下的優(yōu)劣。3、（本題5分）解釋線段樹(shù)在進(jìn)行區(qū)間更新時(shí)，如何通過(guò)lazy標(biāo)記提高效率。4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明棧的基本操作（入棧、出棧）的實(shí)現(xiàn)原理，以及在實(shí)際應(yīng)用中的場(chǎng)景。5、（本題5分）解釋什么是可持久化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并舉例說(shuō)明其應(yīng)用。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，在有序數(shù)組中查找兩個(gè)數(shù)之差的絕對(duì)值最小的組合，輸出組合。2、（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(zhǎng)度的操作。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈希表程序，采用鏈地址法處理哈希沖突，支持動(dòng)態(tài)插入和刪除操作，展示操作過(guò)程和結(jié)果。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用鏈表實(shí)現(xiàn)雙向鏈表的反轉(zhuǎn)功能，輸入一個(gè)雙向鏈表進(jìn)行反轉(zhuǎn)并展示結(jié)果。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，以二叉樹(shù)的形式表示游戲中的場(chǎng)景地圖，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的查找和路徑規(guī)劃功能。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)在線健身平臺(tái)需要管理用戶的健身計(jì)劃、運(yùn)動(dòng)記錄、飲食記錄和身體指標(biāo)等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持健身計(jì)劃的制定和修改，運(yùn)動(dòng)和飲食記錄的錄入，身體指標(biāo)的測(cè)量和分析，并能夠根據(jù)用戶數(shù)據(jù)提供個(gè)性化的健身建議和目標(biāo)設(shè)定。2、（本題10分）某在線學(xué)習(xí)平臺(tái)需要管理課程的章節(jié)和學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，課程章節(jié)包括章節(jié)ID、章節(jié)名稱(chēng)、課程ID、內(nèi)容，學(xué)習(xí)進(jìn)度包括學(xué)生ID、章節(jié)ID、學(xué)習(xí)時(shí)間、完成狀態(tài)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，能夠快速查詢學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、統(tǒng)計(jì)章節(jié)的完成率，并為學(xué)生推薦未學(xué)習(xí)的章節(jié)。3、（本題10分）一個(gè)在線教育平臺(tái)的課程評(píng)價(jià)