長治學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁長治學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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(jì)一個基于藍(lán)牙的無線鍵盤，能夠與計(jì)算機(jī)或移動設(shè)備進(jìn)行無線連接，實(shí)現(xiàn)按鍵輸入功能。2、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個無線傳感器節(jié)點(diǎn)，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線方式傳輸，給出節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和功耗分析。3、設(shè)計(jì)一個基于PLC的自動化灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設(shè)備的啟停。4、設(shè)計(jì)一個簡單的太陽能路燈控制器，能夠根據(jù)日照時間和環(huán)境亮度自動控制路燈的開啟和關(guān)閉。5、設(shè)計(jì)一個簡單的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃和運(yùn)動控制，闡述系統(tǒng)的控制算法和硬件實(shí)現(xiàn)。6、設(shè)計(jì)一個基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速等參數(shù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。7、考慮一個文本編輯程序，需要實(shí)現(xiàn)撤銷和重做的功能。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于存儲操作的歷史記錄，以支持高效的撤銷和重做操作？（）A.隊(duì)列B.棧C.鏈表D.樹8、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的數(shù)字通信收發(fā)系統(tǒng)，支持常見的通信協(xié)議，如UART、SPI等。9、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個字典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，支持快速的插入、刪除和查找操作，并且能夠存儲大量的數(shù)據(jù)。以下哪種實(shí)現(xiàn)方式可能是最優(yōu)的？（）A.基于鏈表的實(shí)現(xiàn)B.基于數(shù)組的實(shí)現(xiàn)C.基于哈希表的實(shí)現(xiàn)D.基于樹的實(shí)現(xiàn)10、設(shè)計(jì)一個簡單的數(shù)字圖像加密和解密系統(tǒng)，采用加密算法保證圖像安全，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和加密效果評估。11、設(shè)計(jì)一個基于無線通信技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測與灌溉控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理。12、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇中，需要考慮時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度和操作的便捷性等因素。以下情況中，優(yōu)先選擇數(shù)組而不是鏈表的是（）A.頻繁進(jìn)行插入和刪除操作B.事先不知道數(shù)據(jù)的規(guī)模大小C.需要快速隨機(jī)訪問元素D.內(nèi)存空間有限13、設(shè)計(jì)一個數(shù)字通信系統(tǒng)差錯控制編碼的仿真模型，分析不同編碼方式在不同信道條件下的性能。14、在一個m行n列的二維數(shù)組中，按行優(yōu)先存儲時，元素a[i][j]的存儲地址與a[0][0]的存儲地址之間相差的元素個數(shù)為？（）A.i*n+jB.j*m+iC.i*m+jD.j*n+i15、設(shè)計(jì)一個基于藍(lán)牙技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，能夠采集環(huán)境溫度、濕度和光照等信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到手機(jī)終端，說明節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和軟件流程。16、B樹和B+樹常用于數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)中。假設(shè)我們正在分析一個B樹的結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于B樹和B+樹的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.B樹的階數(shù)越大，樹的高度越小，查找效率越高B.B+樹的所有葉子節(jié)點(diǎn)通過指針連接成一個鏈表，便于范圍查詢C.B樹和B+樹在插入和刪除節(jié)點(diǎn)時，都需要進(jìn)行分裂和合并操作來保持樹的結(jié)構(gòu)D.B樹和B+樹只適用于數(shù)據(jù)量較小的情況，對于大規(guī)模數(shù)據(jù)不適用17、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，假設(shè)需要存儲和操作一個學(xué)生成績的集合，并且能夠快速查找某個學(xué)生的成績、計(jì)算平均成績等操作。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的（）A.棧B.隊(duì)列C.二叉搜索樹D.哈希表18、設(shè)計(jì)一個光耦隔離的模擬量輸入模塊，實(shí)現(xiàn)對0至5V模擬信號的隔離采集，給出電路參數(shù)和應(yīng)用示例。19、隊(duì)列也是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，遵循先進(jìn)先出的原則。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，很多地方都會用到隊(duì)列，比如打印機(jī)的任務(wù)隊(duì)列、操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度隊(duì)列等。假設(shè)有一個隊(duì)列，初始為空，然后依次進(jìn)行入隊(duì)操作：1、2、3、4?，F(xiàn)在要進(jìn)行兩次出隊(duì)操作，那么出隊(duì)的元素依次是：（）A.1、2B.2、3C.1、3D.3、420、設(shè)計(jì)一個基于單片機(jī)的智能水表系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)用水量的計(jì)量、數(shù)據(jù)存儲和遠(yuǎn)程抄表功能。21、設(shè)計(jì)一個溫度報(bào)警器電路，當(dāng)環(huán)境溫度超過設(shè)定值時，發(fā)出聲光報(bào)警信號，報(bào)警溫度可設(shè)置。22、設(shè)計(jì)一個基于單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度自動調(diào)節(jié)路燈的亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。23、在圖的算法中，F(xiàn)loyd-Warshall算法用于求解所有頂點(diǎn)對之間的最短路徑。以下關(guān)于Floyd-Warshall算法的描述，不正確的是（）A.算法基于動態(tài)規(guī)劃的思想B.算法可以處理帶負(fù)權(quán)邊的圖C.算法的時間復(fù)雜度為O(n^3)，空間復(fù)雜度為O(n^2)D.算法在求解過程中會修改圖的邊權(quán)值24、設(shè)計(jì)一個基于單片機(jī)的水質(zhì)凈化設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動控制凈化過程。25、設(shè)計(jì)一個通信系統(tǒng)中的擴(kuò)頻通信模塊，實(shí)現(xiàn)某種擴(kuò)頻方式，分析其抗干擾性能和傳輸效率。26、設(shè)計(jì)一個基于STM32的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)飛行姿態(tài)控制和導(dǎo)航功能，提供系統(tǒng)的硬件組成和控制算法。27、基于通信編碼技術(shù)設(shè)計(jì)一個糾錯編碼系統(tǒng)，能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行編碼和糾錯，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?8、設(shè)計(jì)一個音頻均衡器電路，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算。29、設(shè)計(jì)一個基于模擬比較器的電壓監(jiān)測系統(tǒng)，當(dāng)輸入電壓超過設(shè)定的上下限時進(jìn)行報(bào)警。30、當(dāng)使用樹結(jié)構(gòu)來存儲數(shù)據(jù)時，平衡二叉樹是為了保證樹的高度平衡，從而提高查找效率。假設(shè)一個平衡二叉樹由于插入操作導(dǎo)致失衡，以下哪種調(diào)整方法可以恢復(fù)平衡（）A.旋轉(zhuǎn)操作B.重新構(gòu)建整棵樹C.忽略失衡，繼續(xù)進(jìn)行操作D.以上方法都不行二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個在線考試系統(tǒng)中，需要管理考試科目、試題、考生答案和成績等信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實(shí)現(xiàn)考試科目的添加、刪除、查找和修改，試題的錄入和更新，考生答案的存儲和成績的計(jì)算，并能夠快速查詢考生的成績和排名。2、（本題5分）在一個物流配送系統(tǒng)中，需要記錄每個訂單的詳細(xì)信息，包括訂單號、客戶信息、商品清單、配送地址、預(yù)計(jì)送達(dá)時間等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲訂單信息，實(shí)現(xiàn)訂單的添加、刪除、查找和更新操作，并能夠根據(jù)配送地址和預(yù)計(jì)送達(dá)時間進(jìn)行高效的排序和查詢。3、（本題5分）某公司的項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤系統(tǒng)需要記錄項(xiàng)目的各個階段、負(fù)責(zé)人、開始時間、預(yù)計(jì)結(jié)束時間、實(shí)際進(jìn)度等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來直觀展示項(xiàng)目進(jìn)度，支持項(xiàng)目階段的調(diào)整、負(fù)責(zé)人變更等操作，能夠及時發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目延期風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行預(yù)警。4、（本題5分）假設(shè)一個視頻網(wǎng)站需要存儲大量的視頻信息和用戶的觀看記錄，視頻信息包括視頻ID、視頻名稱、時長、上傳者、分類等，觀看記錄包括用戶ID、視頻ID、觀看時間、觀看進(jìn)度等。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理這些數(shù)據(jù)，能夠快速查找視頻、推薦相關(guān)視頻、統(tǒng)計(jì)視頻的觀看次數(shù)，并分析用戶的觀看偏好。5、（本題5分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲員工的基本信息，如員工編號、姓名、年齡、職位、工資等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定員工的信息、按照工資高低對員工進(jìn)行排序、新增和刪除員工記錄，并且支持對員工信息的修改。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述如何實(shí)現(xiàn)這些功能，包括算法設(shè)計(jì)和代碼實(shí)現(xiàn)，以及對性能的分析。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個具有n個元素的堆中，如何利用堆進(jìn)行中位數(shù)的查找。2、（本題5分）對于一個用鏈表實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列，如何實(shí)現(xiàn)循環(huán)隊(duì)列的功能，說明其優(yōu)點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)過程中的注意事項(xiàng)。3、（本題5分）闡述棧的后進(jìn)先出（LIFO）特性在實(shí)際問題中的體現(xiàn)，并舉例說明。4、（本題5分）解釋什么是后綴數(shù)組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，說明其構(gòu)建過程和應(yīng)用場景，并闡述如何進(jìn)行字符