麗江文化旅游學院《數(shù)據(jù)結構課程設計》2022-2023學年第一學期期末試卷

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2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、在一個字符串處理程序中，需要快速判斷一個字符串是否是另一個字符串的子串。以下哪種算法和數(shù)據(jù)結構的組合可能是最有效的？（）A.暴力匹配算法，使用數(shù)組存儲字符串B.KMP算法，基于有限自動機原理C.哈希算法，將字符串映射為哈希值D.二分查找算法，在有序字符串中查找2、在一個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包的處理系統(tǒng)中，需要按照到達的時間順序存儲和處理數(shù)據(jù)包。以下哪種數(shù)據(jù)結構最適合？（）A.隊列B.棧C.二叉搜索樹D.哈希表3、設計一個基于USBType-C接口的電源傳輸系統(tǒng)，支持PD快充協(xié)議，能夠提供不同的電壓和電流輸出，給出硬件設計和協(xié)議實現(xiàn)。4、在一個社交網(wǎng)絡分析程序中，需要表示用戶之間的關注關系，并能夠快速地找出某個用戶的直接關注者和被關注者，以及計算用戶之間的最短路徑。以下哪種數(shù)據(jù)結構最適合用于構建這樣的社交網(wǎng)絡模型？（）A.鄰接矩陣，直觀表示節(jié)點之間的連接關系B.鄰接表，節(jié)省存儲空間并支持快速遍歷C.十字鏈表，便于雙向操作和動態(tài)修改D.雙向鏈表，方便查找前后節(jié)點的關系5、設計一個基于運算放大器的比較器陣列電路，能夠同時比較多個輸入信號的大小。6、設計一個高頻開關電源，輸出電壓為24V/10A，效率不低于85%，給出拓撲結構選擇和元件參數(shù)計算。7、在一個文本處理程序中，需要對輸入的大量文本進行單詞頻率統(tǒng)計。也就是說，要快速確定每個單詞在文本中出現(xiàn)的次數(shù)。以下哪種數(shù)據(jù)結構最適合用于實現(xiàn)這個功能？（）A.棧，按照后進先出的原則存儲單詞B.隊列，先進先出地處理單詞C.二叉樹，對單詞進行分類存儲D.哈希表，將單詞作為鍵，出現(xiàn)次數(shù)作為值8、設計一個基于無線通信模塊的遠程抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)對電表、水表、氣表數(shù)據(jù)的遠程采集。9、設計一個基于鎖相環(huán)（PLL）的頻率合成器，輸出頻率范圍為100kHz至1GHz，頻率分辨率小于1kHz，給出電路結構和參數(shù)計算過程。10、設計一個基于編碼器和控制器的數(shù)控機床進給系統(tǒng)，實現(xiàn)精確的位置控制。11、在數(shù)據(jù)結構中，線性表是一種基礎的數(shù)據(jù)結構。假設我們正在研究一個順序存儲的線性表。以下關于線性表的描述，哪一項是不準確的？（）A.順序存儲的線性表在插入和刪除元素時，可能需要移動大量元素，效率較低B.線性表的長度可以動態(tài)變化，根據(jù)需要增加或減少存儲的元素數(shù)量C.可以通過索引快速訪問順序存儲線性表中的任意元素D.順序存儲的線性表適合頻繁進行插入和刪除操作的場景12、設計一個簡單的通信基站發(fā)射機前端電路，工作頻率在900MHz，輸出功率為10W，給出射頻電路設計和功率放大器選型。13、設計一個基于CPLD的脈沖寬度調(diào)制（PWM）發(fā)生器，實現(xiàn)可調(diào)占空比的PWM信號輸出，給出電路設計和性能測試。14、設計一個基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測環(huán)境溫度，并通過控制加熱或制冷設備將溫度穩(wěn)定在設定范圍內(nèi)，給出硬件電路和軟件程序設計。15、設計一個音頻均衡器，能夠?qū)σ纛l信號進行5段均衡調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器參數(shù)計算。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細闡述B樹和B+樹的結構特點和區(qū)別，以及它們在數(shù)據(jù)庫中的應用。2、（本題5分）論述在數(shù)據(jù)結構中，如何使用分治法解決復雜問題，舉例說明其在排序和查找算法中的應用。3、（本題5分）詳細說明如何在一個數(shù)組中找到連續(xù)子數(shù)組的最大和，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復雜度。4、（本題5分）解釋如何在一個二叉樹中進行按層之字形遍歷（即奇數(shù)層從左到右，偶數(shù)層從右到左），給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復雜度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某電商平臺的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽和購買歷史為用戶推薦商品。系統(tǒng)需要存儲用戶的行為數(shù)據(jù)，包括用戶編號、商品編號、瀏覽時間、購買時間等。請設計合適的數(shù)據(jù)結構和算法，能夠快速分析用戶行為，為用戶生成個性化的商品推薦，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。2、（本題5分）在一個大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)中，需要存儲員工的信息，包括員工編號、姓名、部門、職位、工資、績效評估等。設計數(shù)據(jù)結構來管理員工數(shù)據(jù)，能夠快速查找特定員工、按部門或職位分類、更新員工信息，并計算部門的平均工資。3、（本題5分）一個在線圖片分享平臺需要管理大量的圖片信息，包括圖片名稱、上傳者、上傳時間、圖片標簽、瀏覽量等。設計數(shù)據(jù)結構來存儲這些信息，實現(xiàn)圖片的快速上傳、刪除、查找和瀏覽量統(tǒng)計，同時支持根據(jù)標簽和上傳時間進行圖片篩選和排序。4、（本題5分）某公司的客戶關系管理系統(tǒng)需要存儲客戶的基本信息、購買記錄、投訴建議和跟進狀態(tài)等。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲這些信息，實現(xiàn)客戶信息的添加、刪除、查找和修改，購買記錄的分析，投訴建議的處理和跟進狀態(tài)的更新，并能夠?qū)蛻暨M行分類和價值評估。5、（本題5分）某城市的公交卡充值管理系統(tǒng)需要存儲充值記錄，包括充值編號、卡號、充值金額、充值時間等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定卡號的充值記錄、按照充值金額對記錄進行排序、新增充值、刪除錯誤充值記錄。請確定合適的數(shù)據(jù)結構，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，同時討論性能優(yōu)化策略。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個程序，以二叉樹的形式表示課程體系結構，實現(xiàn)課程的查找和依賴關系展示功能。2、（本題10分）利用隊列結構設計一個學校運動會比賽