三亞理工職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中俄》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁三亞理工職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中俄》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(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1分，共20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)音頻濾波器擴(kuò)展電路，能夠增加濾波器的濾波類型和頻率范圍，并且具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。2、在圖的應(yīng)用中，最小生成樹是一個(gè)重要的概念。關(guān)于最小生成樹的算法，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.Prim算法和Kruskal算法都可以用于求解最小生成樹B.Prim算法從一個(gè)頂點(diǎn)開始，逐步擴(kuò)展生成樹C.Kruskal算法按照邊的權(quán)值從小到大選擇邊來構(gòu)建生成樹D.最小生成樹是唯一的，無論使用哪種算法得到的結(jié)果都相同3、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻射頻收發(fā)器電路，工作頻率在2.4GHz，支持藍(lán)牙和ZigBee通信，給出電路結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)。4、在一個(gè)循環(huán)隊(duì)列中，隊(duì)頭指針指向隊(duì)頭元素的前一個(gè)位置，隊(duì)尾指針指向隊(duì)尾元素。假設(shè)隊(duì)列的最大容量為10，當(dāng)前隊(duì)頭指針為5，隊(duì)尾指針為8。此時(shí)，如果進(jìn)行入隊(duì)操作，新元素應(yīng)該存儲(chǔ)在哪個(gè)位置？（）A.9B.0C.8D.75、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器融合的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，能夠同時(shí)采集加速度、角速度等數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確測(cè)量物體的姿態(tài)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表自動(dòng)校準(zhǔn)電路，能夠定期自動(dòng)對(duì)電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)，提高測(cè)量精度。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光纖通信的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能夠在長距離傳輸中保持高速和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸性能。8、設(shè)計(jì)一個(gè)具有自動(dòng)切換功能的電源系統(tǒng)，能夠在市電和備用電源之間自動(dòng)切換，保證設(shè)備的正常供電，包括電路設(shè)計(jì)和控制邏輯。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)污水的處理過程進(jìn)行自動(dòng)控制，包括加藥、攪拌、沉淀等環(huán)節(jié)。10、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星通信車載終端的收發(fā)系統(tǒng)，能夠在移動(dòng)中保持穩(wěn)定的通信連接。11、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索是兩種基本方法。以下關(guān)于這兩種算法的描述中，不正確的是（）A.深度優(yōu)先搜索使用棧來實(shí)現(xiàn)，廣度優(yōu)先搜索使用隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)B.深度優(yōu)先搜索可能會(huì)陷入死循環(huán)，廣度優(yōu)先搜索不會(huì)C.對(duì)于同一個(gè)圖，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索得到的遍歷結(jié)果一定相同D.這兩種算法都可以用于求解圖的連通性問題12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CPLD的數(shù)字頻率計(jì)，測(cè)量范圍為1Hz至100MHz，精度為1Hz，給出硬件描述語言代碼和測(cè)試結(jié)果。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，能夠連接多種傳感器并將數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)，闡述系統(tǒng)架構(gòu)和通信方式。14、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，任務(wù)調(diào)度是一個(gè)關(guān)鍵問題，需要根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、截止時(shí)間等因素進(jìn)行快速的調(diào)度決策。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度？（）A.優(yōu)先級(jí)隊(duì)列和調(diào)度算法B.棧和后進(jìn)先出調(diào)度C.隊(duì)列和先進(jìn)先出調(diào)度D.集合和隨機(jī)調(diào)度15、考慮哈希表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它通過哈希函數(shù)將鍵映射到存儲(chǔ)位置。假設(shè)需要快速查找和插入大量的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)的分布比較均勻。以下關(guān)于哈希表的負(fù)載因子，哪個(gè)說法是正確的（）A.負(fù)載因子越大，哈希表的性能越好B.負(fù)載因子越小，哈希表的性能越好C.負(fù)載因子對(duì)哈希表的性能沒有影響D.負(fù)載因子應(yīng)根據(jù)具體情況選擇一個(gè)合適的值16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，采用PWM控制方式，能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)和調(diào)速功能，描述系統(tǒng)組成和控制算法。17、在選擇排序算法中，每次都從未排序部分選擇最小的元素放到已排序部分的末尾。假設(shè)一個(gè)數(shù)組的元素?cái)?shù)量較大，以下關(guān)于選擇排序的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，哪個(gè)是正確的（）A.時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(1)B.時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，空間復(fù)雜度為O(n)C.時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，空間復(fù)雜度為O(1)D.時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，空間復(fù)雜度為O(1)18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、功率等參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙模塊的智能體重秤，能夠測(cè)量體重、體脂率、肌肉量等身體指標(biāo)，并將數(shù)據(jù)上傳至云端。20、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能電子秤系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量物體重量，并具有去皮、計(jì)價(jià)等功能。二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）什么是二叉搜索樹的插入操作的自平衡優(yōu)化方法？請(qǐng)舉例說明。2、（本題5分）深入解釋在歸并排序算法中，如何將兩個(gè)已排序的子序列合并為一個(gè)有序序列，以及歸并排序的時(shí)間和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）簡述哈希表的哈希沖突解決方法中開放尋址法的其他變體及適用場(chǎng)景。4、（本題5分）詳細(xì)說明樹和圖的區(qū)別與聯(lián)系，舉例說明樹在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用和圖在解決實(shí)際問題中的優(yōu)勢(shì)。5、（本題5分）闡述并查集中如何利用啟發(fā)式合并策略提高整體性能。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)基于字典樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)單詞的存儲(chǔ)、查找和統(tǒng)計(jì)操作。2、（本題5分）設(shè)計(jì)線段樹的區(qū)間更新和查詢算法，處理復(fù)雜的區(qū)間操作需求。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)有向圖中找出所有的孤立點(diǎn)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，判斷鏈表是否存在環(huán)，如果存在，找到環(huán)的入口節(jié)點(diǎn)，輸出節(jié)點(diǎn)值。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)超市商品的信息，包括商品名稱、價(jià)格、庫存等，實(shí)現(xiàn)商品的進(jìn)貨、銷售和庫存查詢。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)倉庫的貨物分類管理系統(tǒng)需要對(duì)不同類型的貨物進(jìn)行分類存儲(chǔ)和管理，包括貨物編號(hào)、貨物名稱、貨物類別、貨物數(shù)量、存放位置等信息。系統(tǒng)要支持快速查找特定類別貨物、按照貨物數(shù)量對(duì)貨物進(jìn)行排序、新增貨物類別、修改貨物信息、刪除貨物。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能分析。2、（本題10分）一個(gè)在線教育平臺(tái)需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、課程選擇和學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行管理。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)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