云南三鑫職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法》2023-2024學(xué)年第二學(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頁云南三鑫職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計一個數(shù)字存儲示波器高速采樣與觸發(fā)優(yōu)化電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的采樣率和更準(zhǔn)確的觸發(fā)，提高測量精度。2、根據(jù)數(shù)字信號處理知識，設(shè)計一個語音降噪系統(tǒng)，能夠有效去除環(huán)境噪聲，提高語音清晰度。3、設(shè)計一個正弦波信號發(fā)生器，采用DDS技術(shù)，頻率分辨率達(dá)到1Hz，輸出幅度穩(wěn)定，說明工作原理和硬件設(shè)計。4、在一個編譯器的符號表實(shí)現(xiàn)中，需要存儲變量名、類型、作用域等信息，并能夠快速查找、插入和刪除符號。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.紅黑樹，平衡的搜索結(jié)構(gòu)B.鏈表，動態(tài)操作方便C.棧，后進(jìn)先出管理符號D.隊列，先進(jìn)先出處理符號5、在一個在線游戲的玩家匹配系統(tǒng)中，需要根據(jù)玩家的技能水平將他們分組。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合快速確定某個玩家應(yīng)該屬于哪個組？（）A.平衡二叉樹B.哈希表C.堆D.圖6、設(shè)計一個基于555定時器的脈沖產(chǎn)生電路，輸出頻率和占空比可調(diào)，給出電路原理圖和參數(shù)計算方法，分析其穩(wěn)定性和應(yīng)用場景。7、在一個多線程環(huán)境中，多個線程需要同時訪問和修改一個共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為了保證數(shù)據(jù)的一致性和線程安全，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.線程安全的鏈表，通過加鎖機(jī)制保證并發(fā)訪問的正確性B.普通的數(shù)組，需要額外的同步機(jī)制來保證線程安全C.線程安全的哈希表，提供了內(nèi)置的同步機(jī)制D.樹，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線程安全實(shí)現(xiàn)難度較大8、設(shè)計一個簡單的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的精確控制和調(diào)速，包括驅(qū)動電路和控制程序的設(shè)計。9、設(shè)計一個液晶顯示的背光源系統(tǒng)，能夠提供均勻、穩(wěn)定的光照，具有亮度調(diào)節(jié)和色彩控制功能。10、設(shè)計一個太陽能路燈控制器智能調(diào)光電路，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度和交通流量自動調(diào)節(jié)路燈的亮度，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光。11、設(shè)計一個音頻功率放大器保護(hù)電路，能夠在功放出現(xiàn)故障時自動切斷電源，保護(hù)揚(yáng)聲器和功放電路。12、隊列也是一種特殊的線性表，其操作遵循先進(jìn)先出的原則。對于隊列的特點(diǎn)和應(yīng)用，以下說法錯誤的是（）A.隊列可以用于實(shí)現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索算法B.循環(huán)隊列可以解決順序隊列的假溢出問題C.隊列在插入元素時總是在隊尾進(jìn)行，刪除元素時總是在隊頭進(jìn)行D.隊列中的元素存儲順序和入隊順序一定相同13、設(shè)計一個±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。14、在圖的存儲結(jié)構(gòu)中，鄰接多重表主要用于解決鄰接表在某些操作上的不便。假設(shè)需要頻繁地判斷兩個頂點(diǎn)之間是否存在邊，以下關(guān)于鄰接多重表的特點(diǎn)，哪個是相關(guān)的優(yōu)勢（）A.節(jié)省存儲空間B.便于邊的刪除和插入C.快速判斷邊的存在性D.以上都不是15、遞歸是一種在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法中常用的技術(shù)。以下關(guān)于遞歸的描述，錯誤的是：（）A.遞歸是指函數(shù)在其內(nèi)部調(diào)用自身的過程，常用于解決具有重復(fù)子問題的問題B.遞歸函數(shù)需要有終止條件，否則會導(dǎo)致無限遞歸，造成程序崩潰C.遞歸在處理樹形結(jié)構(gòu)和分治算法時非常方便，但可能會導(dǎo)致棧溢出的問題D.遞歸的執(zhí)行效率總是高于非遞歸的實(shí)現(xiàn)方式，因此在所有情況下都應(yīng)該優(yōu)先使用遞歸16、設(shè)計一個簡易的智能小車控制系統(tǒng)，能夠通過遙控器或自動模式實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動作，包括電機(jī)驅(qū)動電路和控制算法設(shè)計。17、根據(jù)通信原理，設(shè)計一個無線傳感器網(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)。18、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分為大頂堆和小頂堆。大頂堆的每個節(jié)點(diǎn)的值都大于或等于其子節(jié)點(diǎn)的值。在將一組無序的數(shù)據(jù)構(gòu)建成大頂堆時，以下關(guān)于構(gòu)建過程的描述，正確的是：（）A.從葉子節(jié)點(diǎn)開始，逐步向上調(diào)整B.從根節(jié)點(diǎn)開始，逐步向下調(diào)整C.隨機(jī)選擇節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整D.不需要進(jìn)行調(diào)整，直接就是大頂堆19、棧和隊列在計算機(jī)程序設(shè)計中有廣泛的應(yīng)用。以下關(guān)于棧和隊列應(yīng)用場景的描述，錯誤的是：（）A.?？梢杂糜诒磉_(dá)式求值、函數(shù)調(diào)用等B.隊列可以用于實(shí)現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索、任務(wù)調(diào)度等C.棧和隊列不能同時用于一個程序中，會導(dǎo)致沖突D.棧和隊列可以用于實(shí)現(xiàn)遞歸算法的非遞歸形式20、字符串在計算機(jī)程序中經(jīng)常被處理。假設(shè)我們正在對兩個字符串進(jìn)行操作。以下關(guān)于字符串的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.字符串的存儲方式可以是字符數(shù)組或字符指針B.字符串的比較可以通過逐個字符比較來實(shí)現(xiàn)C.字符串的常見操作包括查找、替換、拼接等，它們的時間復(fù)雜度通常與字符串的長度成正比D.所有的字符串操作算法的時間復(fù)雜度都是最優(yōu)的，無法進(jìn)一步優(yōu)化21、利用通信技術(shù)，設(shè)計一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)。22、設(shè)計一個基于微控制器（如STM32）的溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集溫度數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度超過設(shè)定閾值時進(jìn)行報警并啟動降溫設(shè)備。23、設(shè)計一個基于單片機(jī)的智能安防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測入侵、火災(zāi)等異常情況，并進(jìn)行報警和錄像。24、設(shè)計一個基于模擬移相器的相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號相位的連續(xù)調(diào)節(jié)。25、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，堆通常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊列。假設(shè)需要構(gòu)建一個最大堆，以下關(guān)于堆的調(diào)整操作，哪個是關(guān)鍵的步驟（）A.從根節(jié)點(diǎn)開始，比較每個節(jié)點(diǎn)與其子節(jié)點(diǎn)的值B.從葉子節(jié)點(diǎn)開始，向上調(diào)整節(jié)點(diǎn)的位置C.隨機(jī)選擇節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較和調(diào)整D.不需要進(jìn)行調(diào)整，初始構(gòu)建就是正確的二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述在排序算法的穩(wěn)定性判斷中，如何確定一個排序算法是否是穩(wěn)定的，并舉例說明其重要性。2、（本題5分）論述跳表中節(jié)點(diǎn)的刪除對多層結(jié)構(gòu)的影響和調(diào)整方法。3、（本題5分）解釋并舉例說明在一個具有n個元素的順序表中，如何應(yīng)用排序算法解決實(shí)際問題，如成績排名。4、（本題5分）比較計數(shù)排序和桶排序在空間復(fù)雜度上的差異，并分析原因。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個程序，以鏈表形式存儲多項(xiàng)式，實(shí)現(xiàn)兩個多項(xiàng)式的相加、相減和相乘運(yùn)算。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，利用數(shù)組實(shí)現(xiàn)堆排序的非遞歸并行版本，提高排序效率并展示過程和結(jié)果。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，用二叉鏈表結(jié)構(gòu)構(gòu)建一棵二叉樹，并實(shí)現(xiàn)前序、中序和后序遍歷算法，輸出遍歷結(jié)果。4、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用二叉樹結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對一組字符串的平衡存儲和查找。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個酒店的客房服務(wù)需求信息管理系統(tǒng)，能夠及時處理客人的服務(wù)請求。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線論壇需要管理帖子的主題、內(nèi)容、作者、發(fā)布時間和回復(fù)信息。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織這些數(shù)據(jù)，方便用戶瀏覽、搜索和回復(fù)帖子。2、（本題10分）一個快遞公司的包裹跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的單號、運(yùn)輸路徑、當(dāng)前位置和預(yù)計送達(dá)時間。設(shè)