安康職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編程實踐》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁安康職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編程實踐》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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中，只有一項是符合題目要求的．）1、設(shè)計一個數(shù)字鎖相環(huán)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號的相位跟蹤和鎖定，給出電路設(shè)計和性能分析。2、平衡二叉樹是為了改進二叉搜索樹在某些情況下退化為鏈表的情況而設(shè)計的。AVL樹是一種常見的平衡二叉樹，通過旋轉(zhuǎn)操作來保持樹的平衡。當在AVL樹中插入一個新節(jié)點導(dǎo)致失衡時，可能需要進行單旋轉(zhuǎn)或雙旋轉(zhuǎn)操作來恢復(fù)平衡。以下關(guān)于AVL樹旋轉(zhuǎn)操作的描述，錯誤的是：（）A.旋轉(zhuǎn)操作可以保持二叉樹的性質(zhì)B.旋轉(zhuǎn)操作的目的是調(diào)整節(jié)點的位置，使樹重新平衡C.單旋轉(zhuǎn)和雙旋轉(zhuǎn)操作一定能使樹的高度降低D.旋轉(zhuǎn)操作的時間復(fù)雜度為O(1)3、設(shè)計一個基于SiC器件的高效功率轉(zhuǎn)換器，輸入電壓為48V，輸出電壓為12V/10A，給出電路拓撲和性能優(yōu)勢。4、設(shè)計一個基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對家電的遠程控制和狀態(tài)監(jiān)測，闡述網(wǎng)絡(luò)拓撲和通信協(xié)議。5、在樹的遍歷方式中，前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷是常見的三種方式。對于這三種遍歷方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.前序遍歷首先訪問根節(jié)點，然后遞歸地遍歷左子樹和右子樹B.中序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹，然后訪問根節(jié)點，最后遞歸地遍歷右子樹C.后序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹和右子樹，然后訪問根節(jié)點D.對于同一棵樹，無論采用哪種遍歷方式，得到的節(jié)點序列都是相同的6、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的說法，正確的是：（）A.歸并排序?qū)?shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并，合并過程比較復(fù)雜B.歸并排序在任何情況下的時間復(fù)雜度都是O(n^2)，效率較低C.歸并排序不是一種穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的順序D.歸并排序的空間復(fù)雜度較低，不需要額外的輔助空間7、設(shè)計一個音頻濾波器參數(shù)優(yōu)化電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號的特點自動優(yōu)化濾波器的參數(shù)，提高音頻質(zhì)量。8、設(shè)計一個數(shù)字電路中的移位寄存器應(yīng)用系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)緩存和串行并行轉(zhuǎn)換。9、設(shè)計一個基于LTC3862的降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器，輸入電壓為12V，輸出電壓為5V/3A，給出電路設(shè)計和效率分析。10、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，實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)。11、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的遠程控制和狀態(tài)監(jiān)測。12、設(shè)計一個基于Zigbee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的采集和傳輸，描述節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)和軟件通信協(xié)議。13、設(shè)計一個簡單的數(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)計和加密效果評估。14、在一個需要對大量整數(shù)進行排序的場景中，如果內(nèi)存空間有限，不能一次性容納所有數(shù)據(jù)，以下哪種排序算法可能是最合適的？（）A.冒泡排序，簡單但效率低，不適合大數(shù)據(jù)量B.快速排序，通常在內(nèi)存中進行，不適合內(nèi)存受限情況C.歸并排序，可以采用外部排序的方式處理大數(shù)據(jù)量D.插入排序，適用于少量數(shù)據(jù)，不適合大規(guī)模數(shù)據(jù)15、設(shè)計一個音頻放大器噪聲抑制電路，能夠降低放大器的噪聲水平，提高音頻質(zhì)量。16、設(shè)計一個帶通有源濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶增益為5倍，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-2kHz。17、設(shè)計一個音頻功率放大器保護電路，能夠在功放出現(xiàn)故障時自動切斷電源，保護揚聲器和功放電路。18、設(shè)計一個簡單的直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓為+5V、+12V和-12V，最大輸出電流為1A，電壓調(diào)整率小于1%，負載調(diào)整率小于5%。19、設(shè)計一個高頻開關(guān)電源，輸出電壓為24V/10A，效率不低于85%，給出拓撲結(jié)構(gòu)選擇和元件參數(shù)計算。20、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，棧和隊列常用于表達式求值。假設(shè)我們要計算一個算術(shù)表達式的值。以下關(guān)于表達式求值的描述，哪一項是不準確的？（）A.中綴表達式轉(zhuǎn)換為后綴表達式后，使用?？梢苑奖愕剡M行求值計算B.后綴表達式求值時，遇到操作數(shù)入棧，遇到操作符則對棧頂元素進行相應(yīng)運算C.棧在表達式求值中主要用于保存操作數(shù)和中間結(jié)果D.無論表達式的復(fù)雜程度如何，使用棧和隊列進行求值的效率都是相同的21、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個三相交流逆變器，將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，用于驅(qū)動電機等負載。22、在一棵二叉樹中，如果度為2的節(jié)點有10個，那么度為0的節(jié)點數(shù)量可能是（）A.10B.11C.9D.無法確定23、運用集成電路知識，設(shè)計一款用于智能手機的電源管理集成電路（PMIC），優(yōu)化電池續(xù)航能力。24、假設(shè)正在開發(fā)一個操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理模塊，需要有效地分配和回收內(nèi)存空間，并且能夠快速查找空閑的內(nèi)存塊。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的選擇？（）A.二叉搜索樹，存儲內(nèi)存塊的信息B.鏈表，記錄內(nèi)存塊的使用情況C.哈希表，快速定位空閑內(nèi)存塊D.數(shù)組，直接分配和管理內(nèi)存25、設(shè)計一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的擾碼生成和解擾電路，分析擾碼對信號頻譜的影響。26、假設(shè)正在設(shè)計一個資源分配系統(tǒng)，需要管理有限的資源，并根據(jù)請求的優(yōu)先級和時間進行分配。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持資源的分配和管理？（）A.最小堆，獲取最小優(yōu)先級的請求B.最大堆，處理最高優(yōu)先級的請求C.鏈表，順序分配資源D.數(shù)組，通過索引分配資源27、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對于歸并排序的過程和特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.歸并排序?qū)?shù)組不斷地分成兩半，分別進行排序，然后將排序好的兩部分合并起來B.歸并排序在任何情況下的時間復(fù)雜度均為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保持相同元素的相對順序D.歸并排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時，性能不如快速排序和冒泡排序28、設(shè)計一個液晶顯示器（LCD）的驅(qū)動電路，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的清晰顯示，具有對比度調(diào)節(jié)功能。29、二分查找是一種在有序數(shù)組中進行查找的高效算法。以下關(guān)于二分查找的描述，錯誤的是（）A.每次將查找范圍縮小一半，逐步逼近目標元素B.二分查找的時間復(fù)雜度為O(log?n)C.二分查找要求數(shù)組必須是有序的，且只能用于數(shù)組，不能用于鏈表D.二分查找在所有情況下都比順序查找快30、設(shè)計一個基于鎖相環(huán)的頻率跟蹤系統(tǒng)，能夠?qū)崟r跟蹤輸入信號的頻率變化，并輸出與之同步的信號。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某物流企業(yè)的貨物跟蹤系統(tǒng)需要記錄貨物的發(fā)貨地、收貨地、運輸路徑、當前位置、預(yù)計到達時間等信息。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實時更新貨物運輸狀態(tài)，支持按發(fā)貨地、收貨地等條件進行查詢，能夠及時處理運輸過程中的異常情況。2、（本題5分）一個在線教育平臺需要對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、課程選擇和學(xué)習(xí)進度進行管理。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，以便能夠快速地查詢學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、分析課程的受歡迎程度，并為學(xué)生推薦合適的課程。3、（本題5分）一個在線投票系統(tǒng)需要對投票項目和投票人的選擇進行管理。投票項目信息包括項目編號、項目名稱、選項等，投票人信息包括投票人編號、選擇的選項等。這些信息以線段樹的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計某個投票項目各個選項的票數(shù)；（2）新增一個投票項目；（3）修改投票人的選擇；（4）查詢票數(shù)最多的選項。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）一個電商倉庫管理系統(tǒng)需要記錄貨物的入庫時間、存放位置、數(shù)量和保質(zhì)期等信息。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化貨物的存儲和查找，及時處理過期貨物和庫存盤點。5、（本題5分）一個健身房的會員管理系統(tǒng)需要存儲會員信息，如會員編號、會員姓名、會員類型、會員期限、消費記錄等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定會員、按照消費金額對會員進行排序、新增會員、修改會員信息以及刪除會員。請設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實現(xiàn)和性能分析。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述AVL樹的平衡調(diào)整操作對樹的結(jié)構(gòu)和性能的長期影響。2、（本題5分）解釋關(guān)鍵路徑的概念和求解方法，說明其在項目管理和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的作用，并舉例說明如何計算關(guān)鍵路徑。3、（本題5分）論述跳表的空間復(fù)雜度分析，以及如何在空間和時間