江蘇科技大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁江蘇科技大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)分析程序中，需要表示用戶之間的關(guān)注關(guān)系，并能夠快速地找出某個(gè)用戶的直接關(guān)注者和被關(guān)注者，以及計(jì)算用戶之間的最短路徑。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于構(gòu)建這樣的社交網(wǎng)絡(luò)模型？（）A.鄰接矩陣，直觀表示節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系B.鄰接表，節(jié)省存儲(chǔ)空間并支持快速遍歷C.十字鏈表，便于雙向操作和動(dòng)態(tài)修改D.雙向鏈表，方便查找前后節(jié)點(diǎn)的關(guān)系2、設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信模塊抗干擾與加密電路，能夠提高無線通信的抗干擾能力，并對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密保護(hù)。3、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的遞歸操作中，需要注意遞歸的終止條件和?？臻g的使用。假設(shè)我們正在使用遞歸解決一個(gè)問題。以下關(guān)于遞歸的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.遞歸函數(shù)必須有明確的終止條件，否則會(huì)導(dǎo)致無限遞歸B.遞歸調(diào)用會(huì)使用系統(tǒng)的?？臻g來保存中間結(jié)果和返回地址C.對(duì)于一些問題，使用迭代實(shí)現(xiàn)比遞歸實(shí)現(xiàn)效率更高D.遞歸總是比迭代更容易理解和實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該優(yōu)先使用遞歸4、根據(jù)傳感器原理，設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的物體位置檢測系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確檢測物體的位置并反饋給控制系統(tǒng)。5、基于通信協(xié)議棧設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信模塊，支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和處理。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)D像進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器保護(hù)電路，能夠在功放出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)切斷電源，保護(hù)揚(yáng)聲器和功放電路。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的微分器電路，能夠?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行微分運(yùn)算，輸入信號(hào)頻率范圍為0-100Hz。9、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器參數(shù)自動(dòng)調(diào)整與存儲(chǔ)電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號(hào)自動(dòng)調(diào)整均衡器參數(shù)，并將參數(shù)存儲(chǔ)起來供下次使用。10、圖的廣度優(yōu)先搜索使用隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)，在搜索過程中，以下哪個(gè)操作是關(guān)鍵的？（）A.入隊(duì)未訪問的鄰接頂點(diǎn)B.出隊(duì)當(dāng)前頂點(diǎn)C.標(biāo)記已訪問的頂點(diǎn)D.以上操作都很關(guān)鍵11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.2的無線耳機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)音頻播放和降噪功能，續(xù)航時(shí)間不小于20小時(shí)。12、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能路燈控制器智能管理與節(jié)能優(yōu)化電路，能夠?qū)崿F(xiàn)路燈的智能管理和節(jié)能優(yōu)化，提高能源利用效率。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的圖像去噪系統(tǒng)，能夠有效去除圖像中的噪聲，同時(shí)保持圖像細(xì)節(jié)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓為5V和12V可選，最大輸出電流為1A，紋波電壓小于50mV。15、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，排序算法用于將元素按照特定的順序排列。以下關(guān)于排序算法的描述，不正確的是：（）A.冒泡排序通過不斷比較相鄰元素并交換位置，將最大的元素逐步“冒泡”到末尾B.插入排序?qū)⒋判蛟夭迦氲揭雅判虿糠值倪m當(dāng)位置，適用于小規(guī)模數(shù)據(jù)C.快速排序通過選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)據(jù)分為兩部分，然后對(duì)兩部分分別遞歸排序D.所有排序算法的時(shí)間復(fù)雜度在最好、平均和最壞情況下都是相同的，不受數(shù)據(jù)分布的影響16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器和計(jì)數(shù)器的物體運(yùn)動(dòng)速度測量系統(tǒng)，準(zhǔn)確測量物體的運(yùn)動(dòng)速度。17、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)液位計(jì)電路，能夠同時(shí)測量環(huán)境溫度和液體液位高度，溫度精度為±0.1℃，液位測量范圍為0cm到100cm，精度為±1cm。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的自動(dòng)化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線上多個(gè)設(shè)備的順序控制、邏輯控制和故障報(bào)警功能。19、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整大小并且能夠快速查找最大元素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展和修改可能是最合適的？（）A.最大堆B.最小堆C.鏈表D.數(shù)組20、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于表示對(duì)象之間的關(guān)系。在圖的存儲(chǔ)方式中，鄰接矩陣和鄰接表是常見的兩種方法。對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無向圖，如果采用鄰接矩陣存儲(chǔ)，其空間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)21、運(yùn)用電子信息工程知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能電網(wǎng)的分布式能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能、風(fēng)能等分布式能源的有效整合和管理。22、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)確測量物體重量，并具有去皮、計(jì)價(jià)等功能。23、斐波那契堆是一種可合并堆的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關(guān)于斐波那契堆的特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.支持插入、刪除最小元素和合并等操作B.在一系列操作中，某些操作的時(shí)間復(fù)雜度可以低于傳統(tǒng)堆的時(shí)間復(fù)雜度C.斐波那契堆的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度較大D.斐波那契堆在實(shí)際應(yīng)用中不如二叉堆和二項(xiàng)堆廣泛24、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于新能源汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS）的硬件電路，實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)測和保護(hù)功能。25、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理中IIR濾波器和FIR濾波器的性能比較方案，在相同條件下分析濾波效果和資源消耗。26、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像復(fù)原系統(tǒng)，針對(duì)特定退化模型進(jìn)行復(fù)原，評(píng)估復(fù)原效果。27、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)遠(yuǎn)程醫(yī)療手術(shù)示教系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高清視頻和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。28、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字鎖相放大器的微弱信號(hào)檢測系統(tǒng)，能夠從強(qiáng)噪聲背景中檢測出微弱信號(hào)。29、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評(píng)估中，除了時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，還有其他因素需要考慮。假設(shè)我們正在評(píng)估一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能。以下關(guān)于性能評(píng)估的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)、代碼的可讀性和可維護(hù)性也會(huì)影響其在實(shí)際應(yīng)用中的性能B.不同的硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能產(chǎn)生影響C.對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高的系統(tǒng)，平均性能比最壞性能更重要D.只需要關(guān)注數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在理論上的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，實(shí)際的運(yùn)行環(huán)境對(duì)性能影響不大30、利用鎖相環(huán)技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)頻率合成器，能夠輸出穩(wěn)定的、可調(diào)節(jié)的頻率信號(hào)，給出頻率合成器的整體架構(gòu)和各部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某旅游預(yù)訂平臺(tái)需要管理酒店的房間信息、預(yù)訂狀態(tài)和價(jià)格。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速地查詢可預(yù)訂房間、處理預(yù)訂操作，并根據(jù)預(yù)訂情況動(dòng)態(tài)調(diào)整價(jià)格。2、（本題5分）某在線旅游平臺(tái)的景點(diǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)需要記錄景點(diǎn)信息、評(píng)價(jià)內(nèi)容和評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)。景點(diǎn)信息包括景點(diǎn)ID、景點(diǎn)名稱、景點(diǎn)介紹，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括評(píng)價(jià)ID、景點(diǎn)ID、用戶ID、評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)時(shí)間，評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)包括分?jǐn)?shù)ID、景點(diǎn)ID、用戶ID、分?jǐn)?shù)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)景點(diǎn)評(píng)價(jià)的查詢、統(tǒng)計(jì)平均分?jǐn)?shù)、篩選優(yōu)質(zhì)評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)推薦景點(diǎn)。3、（本題5分）一個(gè)電商倉庫管理系統(tǒng)需要記錄貨物的入庫時(shí)間、存放位置、數(shù)量和保質(zhì)期等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化貨物的存儲(chǔ)和查找，及時(shí)處理過期貨物和庫存盤點(diǎn)。4、（本題5分）一個(gè)在線音樂制作平臺(tái)需要管理用戶上傳的音樂作品、音效素材和項(xiàng)目文件。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化存儲(chǔ)和檢索，方便用戶創(chuàng)作和分享。5、（本題5分）某城市的公共交通卡管理系統(tǒng)需要記錄用戶的卡信息和消費(fèi)記錄，卡信息包括卡號(hào)、用戶姓名、余額等，消費(fèi)記錄包括卡號(hào)、消費(fèi)時(shí)間、消費(fèi)金額、消費(fèi)地點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)卡的充值、消費(fèi)查詢、余額提醒，并統(tǒng)計(jì)不同地點(diǎn)的消費(fèi)情況。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說明如何將一個(gè)具有n個(gè)元素的無序數(shù)組構(gòu)建為一個(gè)最大堆，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）論述在并查集中，路徑壓縮優(yōu)化的原理和實(shí)現(xiàn)方法，以及對(duì)性能的提升效果。3、（本題5分）比較堆排序和插入排序在平均情況下的性能差異。4、（本題5分）論述如何使用回溯法