桂林航天工業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺遵守考場(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)桂林航天工業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐》

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、設(shè)計(jì)一個(gè)電子血壓計(jì)數(shù)據(jù)分析與預(yù)警電路，能夠?qū)ρ獕河?jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)血壓異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于微波技術(shù)的車載雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量車輛行駛速度。3、想象一個(gè)需要存儲(chǔ)和操作幾何圖形（如點(diǎn)、線、面）的系統(tǒng)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.空間索引（如R-tree），能夠高效地處理空間數(shù)據(jù)B.鏈表，對(duì)于復(fù)雜的幾何關(guān)系處理不便C.數(shù)組，存儲(chǔ)固定數(shù)量的幾何對(duì)象，不靈活D.棧，不適合存儲(chǔ)和操作幾何圖形4、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)5、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，查找操作是常見的需求。以下關(guān)于查找算法的描述，不正確的是：（）A.順序查找適用于無(wú)序數(shù)組，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)B.二分查找要求數(shù)組有序，時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)，是一種效率很高的查找算法C.哈希查找在平均情況下時(shí)間復(fù)雜度為O(1)，但需要處理哈希沖突D.所有的查找算法在任何情況下都能準(zhǔn)確找到目標(biāo)元素，不存在查找失敗的情況6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像壓縮系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進(jìn)行有損壓縮，壓縮比不小于10:1。7、設(shè)計(jì)一個(gè)紅外線測(cè)距電路，能夠測(cè)量物體與傳感器之間的距離，測(cè)量范圍為10cm到100cm，精度為±1cm。8、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻電路中的濾波器性能優(yōu)化方案，包括帶寬、插入損耗和帶外抑制等指標(biāo)。9、設(shè)計(jì)一個(gè)±5V轉(zhuǎn)±3.3V的DC-DC電源變換電路，輸出電流不小于0.3A，給出原理圖和PCB布局。10、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能安防系統(tǒng)，能夠檢測(cè)入侵、火災(zāi)等異常情況，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)和通知用戶。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于紅外傳感器的自動(dòng)感應(yīng)水龍頭控制系統(tǒng)，當(dāng)檢測(cè)到人手時(shí)自動(dòng)出水，一段時(shí)間后自動(dòng)停水。12、設(shè)計(jì)一個(gè)具有自動(dòng)增益控制功能的放大器，能夠根據(jù)輸入信號(hào)的幅度自動(dòng)調(diào)整增益，給出電路設(shè)計(jì)和性能測(cè)試報(bào)告。13、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評(píng)估中，以下關(guān)于時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度的說法，不正確的是：（）A.時(shí)間復(fù)雜度反映了算法執(zhí)行時(shí)間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系B.空間復(fù)雜度反映了算法所需存儲(chǔ)空間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系C.時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度越低越好，不需要考慮其他因素D.可以通過優(yōu)化算法來(lái)降低時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙的無(wú)線鼠標(biāo)，能夠與計(jì)算機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定的無(wú)線連接，實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的基本操作功能。15、設(shè)計(jì)一個(gè)帶通濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-2kHz。16、對(duì)于一個(gè)需要快速計(jì)算一個(gè)字符串的所有子串的問題，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.后綴數(shù)組和相關(guān)算法B.前綴樹和遍歷C.鏈表和字符串操作D.數(shù)組和循環(huán)17、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信模塊遠(yuǎn)距離傳輸電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更遠(yuǎn)距離的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離達(dá)到1公里以上。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，支持多種調(diào)制方式如QAM、OFDM等，給出硬件實(shí)現(xiàn)和性能測(cè)試。19、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)，采用計(jì)數(shù)法和測(cè)周期法相結(jié)合，測(cè)量范圍為1Hz至100MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。20、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，排序算法用于將元素按照特定的順序排列。以下關(guān)于排序算法的描述，不正確的是：（）A.冒泡排序通過不斷比較相鄰元素并交換位置，將最大的元素逐步“冒泡”到末尾B.插入排序?qū)⒋判蛟夭迦氲揭雅判虿糠值倪m當(dāng)位置，適用于小規(guī)模數(shù)據(jù)C.快速排序通過選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)據(jù)分為兩部分，然后對(duì)兩部分分別遞歸排序D.所有排序算法的時(shí)間復(fù)雜度在最好、平均和最壞情況下都是相同的，不受數(shù)據(jù)分布的影響二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋如何在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中計(jì)算每個(gè)頂點(diǎn)的可達(dá)頂點(diǎn)集合。2、（本題5分）什么是二叉搜索樹的刪除操作？在刪除節(jié)點(diǎn)時(shí)有哪些情況需要考慮？請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明。3、（本題5分）論述在二叉樹的變形結(jié)構(gòu)中，如紅黑樹、AVL樹，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的刪除操作。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，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)一個(gè)醫(yī)院的患者病歷信息（患者編號(hào)、姓名、病癥、診斷結(jié)果等），并支持按照病癥進(jìn)行分類查詢和統(tǒng)計(jì)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)線段樹程序，解決區(qū)間最值更新問題，分析其時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)有向圖中找出所有入度為0的頂點(diǎn)，并輸出它們的后繼頂點(diǎn)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，構(gòu)建后綴樹，并用于快速查找字符串中的子串。5、（本題5分）構(gòu)建一個(gè)算法，在一個(gè)有向圖中找出所有頂點(diǎn)到其他頂點(diǎn)的最短路徑長(zhǎng)度的中位數(shù)。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）某醫(yī)院的醫(yī)生排班管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)醫(yī)生的排班信息，如醫(yī)生編號(hào)、醫(yī)生姓名、科室、排班日期、上班時(shí)間、下班時(shí)間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定醫(yī)生的排班、按照上班時(shí)間對(duì)排班進(jìn)行排序、新增排班、修改排班以及刪除排班。請(qǐng)?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）一個(gè)在線音樂平臺(tái)的歌單管理系