湖北汽車工業(yè)學院科技學院《數(shù)據(jù)結構》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖北汽車工業(yè)學院科技學院《數(shù)據(jù)結構》

2021-2022學年第一學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、設計一個模擬信號數(shù)字化系統(tǒng)的性能評估方案，包括量化誤差、信噪比等指標的測量和分析。2、設計一個基于數(shù)字電路的交通信號燈控制系統(tǒng)，要求能夠實現(xiàn)紅、綠、黃三種燈的定時切換，并考慮特殊情況（如緊急車輛通行）的控制邏輯。3、設計一個射頻電路中的濾波器性能優(yōu)化方案，包括帶寬、插入損耗和帶外抑制等指標。4、設計一個太陽能充電控制器電路，能夠對太陽能電池板的輸出進行最大功率點跟蹤（MPPT），并對蓄電池進行合理充電管理，給出電路原理和控制策略。5、考慮到一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的索引結構，為了能夠快速地進行范圍查詢和隨機訪問，同時保持較好的空間利用率和插入、刪除性能，以下哪種數(shù)據(jù)結構可能會被采用？（）A.B+樹B.紅黑樹C.AVL樹D.字典樹6、利用射頻技術設計一個無線傳感器網(wǎng)絡的網(wǎng)關設備，實現(xiàn)傳感器節(jié)點與上位機之間的數(shù)據(jù)通信和協(xié)議轉換。7、設計一個數(shù)字鑒相器，能夠測量兩個高頻信號的相位差，精度達到0.1度，給出電路結構和工作原理。8、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。9、當處理字符串操作時，KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法用于字符串匹配。假設要在一個長文本中查找一個短模式串，以下關于KMP算法的優(yōu)勢，哪個是正確的（）A.減少不必要的字符比較B.不需要預處理模式串C.適用于所有類型的字符串D.以上都不對10、設計一個基于數(shù)字圖像處理的目標跟蹤系統(tǒng)，能夠在視頻中實時跟蹤特定目標的運動軌跡。11、設計一個基于555定時器的脈沖發(fā)生器電路，能夠產(chǎn)生頻率在1Hz-100kHz范圍內(nèi)可調(diào)，占空比在10%-90%范圍內(nèi)可調(diào)的矩形脈沖。12、設計一個帶通橢圓濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于60dB，輸入信號頻率范圍為0-2kHz。13、線段樹是一種用于處理區(qū)間查詢和更新的數(shù)據(jù)結構。關于線段樹的應用，以下描述哪一項是不正確的？（）A.可以用于快速計算數(shù)組某一區(qū)間的和、最大值、最小值等B.對于頻繁的區(qū)間更新操作，線段樹能夠高效地處理C.線段樹的構建和查詢操作的時間復雜度均為O(logn)D.線段樹只能用于處理數(shù)值類型的數(shù)據(jù)，不能處理其他類型的數(shù)據(jù)14、設計一個基于光電傳感器的自動門控制系統(tǒng)，當有人靠近時自動開門，一段時間后自動關門。15、對于一個有序數(shù)組，使用二分查找算法查找一個特定元素。假設數(shù)組為[1,3,5,7,9,11,13]，要查找元素7，以下關于查找過程的描述，哪個是正確的？（）A.每次都將數(shù)組分成兩等份進行比較B.先比較中間元素，如果大于中間元素則在右半部分查找，否則在左半部分查找C.從數(shù)組的第一個元素開始依次比較D.隨機選擇數(shù)組中的元素進行比較16、設計一個基于單片機的智能車庫門控制系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)車庫門的自動開關、遠程控制和防夾保護功能。17、設計一個基于藍牙5.3的智能音箱，能夠實現(xiàn)語音交互、音樂播放、智能家居控制等功能，音質清晰，響應迅速。18、根據(jù)通信原理，設計一個衛(wèi)星通信車載終端的收發(fā)系統(tǒng)，能夠在移動中保持穩(wěn)定的通信連接。19、設計一個數(shù)字電壓表電流表電路，能夠同時測量直流電壓和電流，電壓測量范圍為0V到100V，電流測量范圍為0A到1A，精度為±0.1V和±0.01A。20、設計一個太陽能路燈控制器電路，能夠根據(jù)環(huán)境光照強度自動控制路燈的開關，并且具有過充過放保護功能。21、在圖的最短路徑問題中，Dijkstra算法是一種常用的算法。以下關于Dijkstra算法的描述中，不正確的是（）A.該算法適用于有向圖和無向圖B.算法從起始頂點開始，逐步計算到其他頂點的最短路徑C.算法通過不斷更新頂點的距離值來找到最短路徑D.算法的時間復雜度為O(n^2)，其中n是頂點的數(shù)量22、設計一個音頻均衡器電路，能夠對輸入的音頻信號進行不同頻段的增益調(diào)節(jié)，以改善音頻質量。23、設計一個基于運放的差分放大器電路，增益為50倍，共模抑制比不小于100dB，輸入阻抗不小于100kΩ。24、字符串匹配是一個常見的問題，KMP算法是一種高效的字符串匹配算法。假設主串為"ABABDABACDABABCABAB"，模式串為"ABABCABAB"，使用KMP算法進行匹配，以下關于匹配過程的描述，哪個是正確的？（）A.不需要回溯主串指針B.每次匹配失敗都回溯主串指針到起始位置C.只回溯模式串指針，不回溯主串指針D.同時回溯主串指針和模式串指針25、隊列可以用于實現(xiàn)廣度優(yōu)先遍歷算法。在廣度優(yōu)先遍歷中，以下關于隊列的使用描述錯誤的是（）A.從起始節(jié)點開始，將其入隊B.每次取出隊頭節(jié)點，并將其未訪問的鄰接節(jié)點入隊C.直到隊列為空，遍歷結束D.隊列中的節(jié)點順序與遍歷順序無關二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋如何判斷一個圖是否為二部圖，給出相應的算法和代碼實現(xiàn)。2、（本題5分）論述跳表在內(nèi)存受限環(huán)境下的優(yōu)化方法和策略。3、（本題5分）在一個具有n個元素的鏈表中，如何實現(xiàn)鏈表的反轉操作，給出算法步驟和時間復雜度分析。4、（本題5分）詳細論述在利用二叉樹進行先序線索化的過程中，如何建立線索和遍歷線索二叉樹，并給出相應的算法步驟和代碼示例。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用雙向鏈表和迪杰斯特拉算法，設計一個程序，為一個城市的垃圾回收路線進行規(guī)劃，使運輸成本最低。2、（本題5分）設計一個程序，實現(xiàn)對二叉搜索樹的先序遍歷的非遞歸實現(xiàn)，展示遍歷結果。3、（本題5分）分析在字符串匹配中，處理多語言字符集匹配問題的設計方案。4、（本題5分）設計一個算法，在一個二叉搜索樹中刪除指定值的節(jié)點，并保持二叉搜索樹的性質。5、（本題5分）設計一個程序，使用鏈表實現(xiàn)棧的功能，模擬瀏覽器的前進和后退操作。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某在線電影票務系統(tǒng)需要處理影片信息、場次安排、座位預訂和票房統(tǒng)計。設計合適的數(shù)據(jù)結構和算法，實現(xiàn)票務銷售的高效管理。2、（本題10分）某在線學習平臺需要管理課程的章節(jié)和學生的學習進度，課程章節(jié)包括章節(jié)ID、章節(jié)名稱、課程ID、內(nèi)容，學習進度包括學生ID、章節(jié)ID、學習時間、完成狀態(tài)。設計數(shù)據(jù)結構來存儲這些