濮陽職業(yè)技術學院《數(shù)據(jù)結(jié)構中俄》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構中俄》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______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中，只有一項是符合題目要求的．）1、設計一個數(shù)字信號傳輸中的同步恢復電路，能夠從接收信號中準確恢復出同步信息，分析恢復的精度和穩(wěn)定性。2、設計一個基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集溫度數(shù)據(jù)，并通過控制加熱或冷卻裝置將溫度穩(wěn)定在設定范圍內(nèi)，要求精度達到±0.5℃。3、設計一個基于模擬開關的音頻切換系統(tǒng)，實現(xiàn)多個音頻輸入源的選擇切換和輸出。4、設計一個基于PLC的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、功率等參數(shù)的監(jiān)測和控制。5、設計一個基于D/A轉(zhuǎn)換器的正弦波信號發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為10Hz-10kHz，幅度可調(diào)，失真度小于5%。6、設計一個基于藍牙的智能手表，能夠顯示時間、計步、監(jiān)測心率和接收手機通知，描述硬件和軟件設計。7、想象一個需要對大量浮點數(shù)進行排序的任務，并且要求排序的穩(wěn)定性（即相同值的元素相對順序保持不變）。以下哪種排序算法可能是最合適的？（）A.冒泡排序，穩(wěn)定但效率低B.快速排序，不穩(wěn)定，效率較高C.歸并排序，穩(wěn)定且在大數(shù)據(jù)量時效率較好D.選擇排序，不穩(wěn)定且效率一般8、設計一個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的差分定位數(shù)據(jù)處理模塊，分析定位精度的提升效果。9、利用電力電子技術設計一個太陽能充電控制器，實現(xiàn)對太陽能電池板輸出的電能進行有效管理和存儲。10、根據(jù)數(shù)字信號處理理論，設計一個圖像壓縮編碼系統(tǒng)，能夠?qū)D像進行高效壓縮，同時保持較好的圖像質(zhì)量。11、設計一個基于FPGA的數(shù)字信號解調(diào)系統(tǒng)，支持常見的調(diào)制方式（如QPSK、16QAM等）的解調(diào)。12、設計一個基于ADC和微控制器的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠測量pH值、溶解氧、電導率等水質(zhì)參數(shù)。13、設計一個用于智能手機的充電管理電路，支持快充和普通充電模式，具備過壓、過流和過熱保護功能，闡述電路原理和芯片選型。14、利用電力電子技術設計一個升壓型直流-直流變換器（BoostConverter），并對其性能進行測試和優(yōu)化。15、使用單片機設計一個智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設備的開啟和關閉，節(jié)約水資源。16、在排序算法的改進和優(yōu)化中，常常結(jié)合多種算法的優(yōu)點。以下關于混合排序算法的敘述，錯誤的是（）A.可以將快速排序和插入排序結(jié)合，在小規(guī)模數(shù)據(jù)時使用插入排序B.混合排序算法能夠在不同情況下發(fā)揮不同算法的優(yōu)勢，提高整體性能C.設計混合排序算法時，需要考慮不同算法之間的切換時機和條件D.混合排序算法一定比單一的排序算法性能更好17、考慮到一個文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構管理，需要快速查找、插入和刪除文件和文件夾，并能夠方便地遍歷整個目錄層次。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構適合用于實現(xiàn)文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構？（）A.三叉樹B.四叉樹C.N叉樹D.線段樹18、在一個電商網(wǎng)站的訂單處理系統(tǒng)中，需要按照訂單生成的時間順序依次處理訂單，同時能夠在任意時刻查看最早未處理的訂單。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構能夠滿足這種需求？（）A.順序表，按順序存儲訂單，但插入和刪除操作可能導致大量元素移動B.鏈表，便于插入和刪除，但不便于快速獲取最早訂單C.棧，后進先出，不符合訂單處理的順序要求D.隊列，先進先出，符合訂單按時間順序處理的需求19、設計一個數(shù)字頻率計電路，能夠測量頻率范圍為1Hz-100MHz的正弦波、方波和脈沖波信號，測量精度不低于0.1%。20、設計一個電子血壓計無線傳輸電路，能夠?qū)⒀獕河嫷臏y量數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸?shù)绞謾C或電腦進行分析和處理。21、設計一個基于藍牙4.2技術的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測運動數(shù)據(jù)（如步數(shù)、距離、消耗卡路里等）和睡眠質(zhì)量。22、假設要實現(xiàn)一個優(yōu)先級隊列，其中元素的優(yōu)先級可以動態(tài)改變。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構和操作組合最適合？（）A.最大堆和堆調(diào)整操作B.最小堆和堆刪除操作C.鏈表和排序操作D.數(shù)組和插入排序操作23、使用集成電路設計一個乘法器，給出乘法運算的速度和精度要求，并進行電路設計和優(yōu)化。24、考慮哈希沖突的解決方法，開放定址法和鏈地址法是常見的策略。假設一個哈希表的負載較高，容易發(fā)生沖突。以下哪種方法在這種情況下可能表現(xiàn)更好（）A.開放定址法B.鏈地址法C.兩種方法效果相同D.無法確定25、設計一個基于單片機的智能垃圾桶，當垃圾裝滿時自動發(fā)送信號通知清理。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是后綴樹，并說明其在字符串匹配中的優(yōu)勢。2、（本題5分）詳細說明如何在一個有序數(shù)組中查找第一個大于等于給定值的元素，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復雜度。3、（本題5分）詳細論述在利用堆進行優(yōu)先級隊列操作時，如何支持修改元素的優(yōu)先級，并給出具體的算法步驟和代碼實現(xiàn)。4、（本題5分）說明二叉樹的遍歷算法在二叉樹的平衡檢查優(yōu)化問題、樹的對稱問題變種中的應用。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，采用選擇排序?qū)W生的體育成績進行從高到低的排序。2、（本題5分）設計一個算法，用鄰接表表示一個帶權有向圖，實現(xiàn)Dijkstra算法求單源最短路徑。3、（本題5分）設計一個程序，以二叉樹的形式表示游戲中的場景地圖，實現(xiàn)場景的查找和路徑規(guī)劃功能。4、（本題5分）構建一個算法，在一個鏈表中刪除所有相鄰且值相同的節(jié)點。5、（本題5分）設計一個程序，使用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構表示城市公交網(wǎng)絡，實現(xiàn)公交線路的規(guī)劃和換乘查詢功能。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要記錄玩家的得分和排名信息。玩家信息包括玩家ID、得分、排名。請設計數(shù)據(jù)結(jié)構來實現(xiàn)排行榜的實時更新，能夠快速查詢玩家的排名、計算排名變化，并支持新玩家的加入和舊玩家的退出。2、（本題10分）某醫(yī)院的病歷管理系統(tǒng)需要存儲患者的病歷信息，包含患者編號、姓名、性別、年齡、病癥、診斷結(jié)果、治療方案等。系統(tǒng)要支持快速檢索特定患者的病歷、按照病癥的嚴重程度對病歷進行排序、添加新的病歷、刪除舊病歷以及更新病歷內(nèi)容。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構，并詳細說明如何實現(xiàn)這些功能，包括算法思路和代碼實現(xiàn)，以及性能評估