西南醫(yī)科大學《數據結構》2021-2022學年第一學期期末試卷

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2021-2022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一、單選題（本大題共15個小題，每小題2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、假設正在開發(fā)一個視頻編碼系統，需要對視頻幀進行壓縮和存儲，并能夠快速地讀取和解碼。在這種情況下，以下哪種數據結構可能對視頻數據的組織和處理最有幫助？（）A.樹狀數組，優(yōu)化數據的存儲和訪問B.跳表，支持快速的幀查找和操作C.鏈表，順序存儲視頻幀數據D.數組，直接映射視頻幀的存儲位置2、設計一個數字圖像處理中圖像特征提取和分類系統，分析特征的有效性和分類準確率。3、設計一個數字頻率計電路，能夠測量輸入信號的頻率，測量范圍為1Hz到1MHz，精度為±1Hz。4、設計一個鋰電池充電管理電路，能夠實現恒流恒壓充電，具有過溫、過流保護功能，描述電路原理和芯片選型。5、設計一個基于FPGA的數字濾波器，實現低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，給出設計過程和資源利用分析。6、設計一個4G通信模塊的接口電路，能夠實現與微處理器的通信，詳細說明硬件連接和通信協議。7、堆是一種特殊的樹形數據結構，常用于實現優(yōu)先隊列。在堆的操作中，以下描述錯誤的是（）A.大根堆中，根節(jié)點的值大于其左右子節(jié)點的值B.小根堆中，根節(jié)點的值小于其左右子節(jié)點的值C.可以通過堆排序算法對數組進行排序D.堆的插入和刪除操作時間復雜度為O(n)8、設計一個高通橢圓濾波器電路，截止頻率為500Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于50dB，輸入信號頻率范圍為0-1kHz。9、在圖的應用中，最小生成樹是一個重要的概念。關于最小生成樹的算法，以下說法錯誤的是（）A.Prim算法和Kruskal算法都可以用于求解最小生成樹B.Prim算法從一個頂點開始，逐步擴展生成樹C.Kruskal算法按照邊的權值從小到大選擇邊來構建生成樹D.最小生成樹是唯一的，無論使用哪種算法得到的結果都相同10、設計一個基于數字信號處理器（DSP）的音頻處理系統，能夠實現音頻濾波、降噪和均衡等功能，提供算法實現和代碼優(yōu)化思路。11、設計一個基于Zigbee和藍牙的融合通信系統，實現不同設備之間的無縫通信，描述系統的硬件架構和通信協議。12、運用通信網絡技術，設計一個企業(yè)內部局域網，滿足多臺計算機之間的高速數據傳輸和資源共享需求。13、二分查找是一種效率較高的查找算法。以下關于二分查找的條件，錯誤的是：（）A.數組必須是有序的B.每次查找都能將查找范圍縮小一半C.二分查找適用于任何類型的數據D.二分查找的時間復雜度為O(logn)14、設計一個基于FPGA的交通信號燈控制系統，能夠根據不同的時間段和車流量自動調整信號燈的時長，實現智能化交通控制。15、設計一個無線通信中的毫米波通信系統，考慮波束成形和信道估計等關鍵技術。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細論述在利用哈希表存儲整數數據時，如何確定哈希表的大小，以及如何處理哈希沖突以提高存儲和查找效率。2、（本題5分）解釋如何在一個帶權無向圖中計算所有頂點對之間的最大權值路徑。3、（本題5分）詳細闡述如何將一個有序鏈表轉換為平衡二叉搜索樹，給出具體的算法步驟。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某銀行的賬戶管理系統需要對客戶的賬戶信息進行高效處理。賬戶信息包括賬戶編號、客戶姓名、余額、交易記錄等?？紤]使用AVL樹來存儲這些信息。請設計算法實現以下功能：（1）開戶，插入新賬戶信息；（2）銷戶，刪除指定賬戶信息；（3）查詢賬戶余額；（4）按照交易金額對賬戶進行排序。分析所設計算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）在一個在線考試系統中，需要管理考試科目、試題、考生答案和成績等信息。設計一種數據結構來存儲這些信息，實現考試科目的添加、刪除、查找和修改，試題的錄入和更新，考生答案的存儲和成績的計算，并能夠快速查詢考生的成績和排名。3、（本題5分）一個大型數據庫系統需要對數據進行快速檢索和排序。數據以紅黑樹的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）插入一條新的數據記錄；（2）刪除一條指定的數據記錄；（3）按照某個字段對數據進行排序并輸出；（4）查找某個范圍內的數據記錄。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。4、（本題5分）一個在線購物車系統需要管理商品信息，包括商品編號、商品名稱、商品數量、商品單價、總價等。系統要能夠快速計算購物車總價、按照商品單價對商品進行排序、添加商品、修改商品數量、刪除商品。請設計合理的數據結構和算法，并提供代碼實現和性能分析。5、（本題5分）假設一個社交平臺的活動組織系統需要記錄活動信息、參與者信息和活動流程?；顒有畔ɑ顒覫D、活動名稱、組織者ID、活動時間、活動地點，參與者信息包括參與者ID、活動ID、報名時間，活動流程包括流程ID、活動ID、流程描述、時間安排。請設計數據結構來管理活動數據，實現活動的創(chuàng)建、參與者管理、流程跟蹤，并生成活動總結報告。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個程序，使用二叉搜索樹存儲學生的考試成績，能夠快速查