湖南工程學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖南工程學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(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15個小題，每小題1分，共15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)計一個基于MAX232的串口通信電路，實現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信，給出電路原理圖和通信協(xié)議編程。2、運用電子信息工程知識，設(shè)計一個智能電網(wǎng)的監(jiān)控與管理系統(tǒng)，實現(xiàn)電力參數(shù)監(jiān)測、故障診斷和遠(yuǎn)程控制。3、設(shè)計一個簡單的數(shù)字通信系統(tǒng)的同步模塊，實現(xiàn)位同步、幀同步等功能，闡述同步模塊的設(shè)計和性能測試。4、設(shè)計一個基于數(shù)字電位器的燈光亮度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光亮度的平滑調(diào)節(jié)和記憶功能。5、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理中的目標(biāo)檢測系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確檢測出特定目標(biāo)，分析檢測的準(zhǔn)確率和實時性。6、設(shè)計一個基于光電傳感器的自動化倉儲貨架系統(tǒng)，能夠自動存取貨物并進(jìn)行庫存管理。7、設(shè)計一個低通濾波器，采用橢圓濾波器設(shè)計，截止頻率為200Hz，通帶波紋和阻帶衰減滿足特定要求，給出電路參數(shù)和性能分析。8、設(shè)計一個基于ADC的數(shù)據(jù)采集卡，能夠同時采集8路模擬信號，采樣頻率不低于100kHz，分辨率為12位。9、假設(shè)正在設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包過濾系統(tǒng)，需要根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、協(xié)議類型等信息進(jìn)行快速的過濾和處理。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合最適合實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的高效過濾？（）A.決策樹和分類算法B.位圖和位運算C.圖和最短路徑算法D.數(shù)組和遍歷算法10、設(shè)計一個高頻功率放大器電路，工作頻率在100MHz以上，輸出功率不小于10W，效率不低于50%，給出電路結(jié)構(gòu)和調(diào)試方法。11、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12、運用電子電路知識，設(shè)計一個具有過流保護(hù)和短路保護(hù)功能的直流電源電路。13、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個密碼鎖控制系統(tǒng)，通過輸入正確的密碼實現(xiàn)開鎖，具有錯誤輸入報警功能。14、AVL樹是一種平衡二叉搜索樹。關(guān)于AVL樹的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.AVL樹通過旋轉(zhuǎn)操作來保持樹的平衡，左右子樹的高度差不超過1B.在AVL樹中進(jìn)行插入和刪除操作后，需要通過調(diào)整來恢復(fù)平衡，時間復(fù)雜度為O(logn)C.AVL樹的查找效率在最壞情況下也能保證為O(logn)D.AVL樹的空間復(fù)雜度比普通二叉搜索樹高，不適合存儲大量數(shù)據(jù)15、設(shè)計一個模擬信號數(shù)字化系統(tǒng)，包括抽樣、量化和編碼模塊，確定合適的抽樣頻率和量化級數(shù)，分析系統(tǒng)性能。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在具有n個頂點的圖中，如何使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求解每對頂點之間的最短路徑，并分析其時間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細(xì)闡述B樹和B+樹的結(jié)構(gòu)特點和區(qū)別，以及它們在數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)說明在二叉樹中，如何計算節(jié)點的高度和深度，以及它們之間的關(guān)系。4、（本題5分）闡述B樹和B+樹的結(jié)構(gòu)特點和適用場景，比較它們在數(shù)據(jù)存儲和查找方面的性能差異。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某在線教育平臺需要對課程的章節(jié)內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行管理。課程信息包括課程編號、章節(jié)標(biāo)題、內(nèi)容、學(xué)習(xí)進(jìn)度等，學(xué)生信息包括學(xué)生編號、學(xué)習(xí)的課程等。這些信息以塊狀鏈表的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個學(xué)生在某門課程中的學(xué)習(xí)進(jìn)度；（2）更新學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度；（3）按照學(xué)習(xí)進(jìn)度對學(xué)生進(jìn)行排序；（4）統(tǒng)計某門課程的學(xué)習(xí)完成率。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）某城市的公交路線管理系統(tǒng)需要存儲公交路線的信息，如路線編號、起點站、終點站、途經(jīng)站點、發(fā)車時間等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定路線、按照路線長度對路線進(jìn)行排序、新增和刪除路線、修改路線的發(fā)車時間等功能。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)描述算法設(shè)計和代碼實現(xiàn)，同時分析其時間和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）某旅游公司的旅游線路管理系統(tǒng)需要存儲旅游線路的信息，如線路編號、線路名稱、行程安排、價格、成團(tuán)人數(shù)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定線路、按照價格對線路進(jìn)行排序、新增旅游線路、修改線路信息、刪除冷門線路。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。4、（本題5分）一個在線課程平臺的作業(yè)管理系統(tǒng)需要記錄作業(yè)信息、學(xué)生提交情況和教師批改情況。作業(yè)信息包括作業(yè)ID、課程ID、作業(yè)內(nèi)容、截止時間，學(xué)生提交情況包括學(xué)生ID、作業(yè)ID、提交時間、提交內(nèi)容，教師批改情況包括作業(yè)ID、批改時間、批改分?jǐn)?shù)、評語。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理作業(yè)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)作業(yè)的發(fā)布、提交、批改、查詢，并統(tǒng)計學(xué)生的作業(yè)完成情況。5、（本題5分）某旅游網(wǎng)站需要管理大量的旅游線路信息，包括線路ID、線路名稱、行程安排、景點介紹、價格、成團(tuán)人數(shù)等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些旅游線路數(shù)據(jù)，能夠快速查詢特定線路、按照價格或行程天數(shù)分類、更新線路信息，并統(tǒng)計熱門線路。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）研究伸展樹在處理海量數(shù)據(jù)時的局限性，提出改進(jìn)方向和設(shè)計方案。2、（本題10分）以鏈表為基礎(chǔ)，設(shè)計一