湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、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(shè)計一個模擬電路，用于放大音頻信號，要求具有低噪聲、高增益和寬頻帶的特性，同時能夠?qū)斎胄盘栠M(jìn)行一定程度的濾波處理。2、在一個有向圖中，若存在頂點v到頂點u的路徑，同時也存在u到v的路徑，則稱該圖具有？（）A.強(qiáng)連通性B.弱連通性C.單向連通性D.以上都不對3、設(shè)計一個基于PLC的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度和壓力自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)節(jié)能運行。4、設(shè)計一個集成電路封裝結(jié)構(gòu)，滿足散熱、電氣性能和機(jī)械強(qiáng)度等要求，進(jìn)行封裝的可靠性分析。5、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計一個用于音頻前置放大器的噪聲抑制電路，降低背景噪聲。6、對于一個用數(shù)組實現(xiàn)的隊列，當(dāng)rear指針達(dá)到數(shù)組末尾時，為了實現(xiàn)循環(huán)隊列，需要進(jìn)行什么樣的操作？（）A.rear指針重新指向數(shù)組開頭B.擴(kuò)大數(shù)組容量C.停止入隊操作D.以上都不對7、設(shè)計一個基于霍爾效應(yīng)的磁場測量儀，能夠測量0-1T的磁場強(qiáng)度，精度達(dá)到0.01T。8、使用運算放大器設(shè)計一個音頻放大器電路，能夠?qū)⑤斎氲奈⑷跻纛l信號進(jìn)行放大，同時具有一定的帶寬和低失真度，給出詳細(xì)的電路設(shè)計和參數(shù)計算。9、設(shè)計一個模擬集成電路中反饋放大器的穩(wěn)定性補(bǔ)償電路，分析補(bǔ)償效果和對性能的影響。10、設(shè)計一個基于ARM的工業(yè)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的參數(shù)監(jiān)測和控制，描述系統(tǒng)架構(gòu)和軟件界面。11、設(shè)計一個基于單片機(jī)的智能安防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測入侵、火災(zāi)等異常情況，并進(jìn)行報警和錄像。12、設(shè)計一個基于PLC的物料輸送系統(tǒng)控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的物料需求實現(xiàn)自動輸送和分揀功能。13、隨著技術(shù)的發(fā)展，新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。以下關(guān)于新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，不正確的是：（）A.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常是為了解決特定的問題或提高性能而提出的B.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一定比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更優(yōu)秀，應(yīng)完全取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C.了解新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有助于拓展思維和應(yīng)對復(fù)雜的應(yīng)用場景D.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需要根據(jù)具體需求進(jìn)行評估和選擇14、設(shè)計一個基于CPLD的數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)一個8位加法器和8位乘法器，給出硬件描述語言代碼和時序仿真結(jié)果。15、設(shè)計一個數(shù)字電路中的觸發(fā)器電路，如JK觸發(fā)器，分析其工作特性和時序關(guān)系。16、設(shè)計一個音頻降噪電路，能夠有效降低環(huán)境噪聲對音頻信號的影響，給出電路設(shè)計和降噪效果測試。17、設(shè)計一個數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號的調(diào)制和解調(diào)，調(diào)制方式為ASK、FSK、PSK等。18、線段樹是一種用于處理區(qū)間查詢和更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用線段樹解決區(qū)間問題。以下關(guān)于線段樹的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.線段樹通過對區(qū)間進(jìn)行遞歸劃分，建立樹形結(jié)構(gòu)來快速回答區(qū)間查詢B.插入和刪除操作在線段樹中比較復(fù)雜，通常不常使用C.線段樹的構(gòu)建時間復(fù)雜度為O(n)，查詢和更新操作的時間復(fù)雜度為O(logn)D.線段樹可以用于求解區(qū)間最大值、最小值、和等問題19、設(shè)計一個±12V轉(zhuǎn)±5V的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，輸出電流不小于0.5A，給出原理圖和PCB布線。20、隊列也是一種特殊的線性表，遵循先進(jìn)先出的原則。在實際應(yīng)用中，隊列常用于（）A.操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度B.圖的廣度優(yōu)先搜索算法C.緩存數(shù)據(jù)的管理D.以上都是21、哈希表是一種通過哈希函數(shù)將關(guān)鍵字映射到存儲位置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在處理哈希沖突時，常見的方法有開放地址法和鏈地址法。使用鏈地址法處理哈希沖突時，以下關(guān)于其特點的描述，正確的是：（）A.查找效率較低B.空間利用率低C.適用于哈希函數(shù)沖突較少的情況D.可以有效地處理大量的沖突22、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(jié)構(gòu)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(jī)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23、設(shè)計一個通信系統(tǒng)復(fù)用設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)時分復(fù)用、頻分復(fù)用或波分復(fù)用功能，分析復(fù)用效率和資源利用率。24、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評估中，除了時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，平均情況下的性能也是重要的考慮因素。假設(shè)一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在大多數(shù)情況下操作效率很高，但在某些特殊輸入下性能急劇下降。以下關(guān)于這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的評價，哪個是合理的（）A.是一種優(yōu)秀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因為大多數(shù)情況性能好B.不是一種好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因為存在性能瓶頸C.需要根據(jù)具體應(yīng)用場景來判斷其優(yōu)劣D.以上評價都不準(zhǔn)確25、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個不間斷電源（UPS）系統(tǒng)，在市電中斷時能夠為負(fù)載提供持續(xù)的電力供應(yīng)。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個具有n個頂點的無向圖中找出所有的橋。2、（本題5分）解釋如何使用循環(huán)鏈表解決約瑟夫環(huán)問題，說明問題的背景和解決方案，并分析其時間復(fù)雜度。3、（本題5分）分析在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如何利用優(yōu)先隊列實現(xiàn)Dijkstra算法求解最短路徑問題。4、（本題5分）闡述如何在一個鏈表中實現(xiàn)歸并排序，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于樹狀數(shù)組，設(shè)計一個程序，能夠快速計算一個整數(shù)序列的前綴和，并支持單點更新操作。2、（本題5分）設(shè)計一個回溯程序，解決數(shù)獨問題，輸出完整的數(shù)獨答案。3、（本題5分）利用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計一個城市停車場車位分配系統(tǒng)，提高車位利用率。4、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用二叉搜索樹存儲學(xué)生的實踐活動記錄，能夠快速查找特定活動的參與學(xué)生。5、（本題5分）使用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計一個城市路燈布局規(guī)劃系統(tǒng)，確保道路照明均勻和節(jié)能。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個視頻網(wǎng)站需要管理大量的視頻資源，包括視頻信息、播放量、評論等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化視頻的存儲和檢索，快速響應(yīng)用戶的播放請求。2、（本題10分）一個在線圖書館的書籍借閱系統(tǒng)需要對書籍的借閱情況和讀者信息進(jìn)行管理。書籍信息包括書籍編號、書名、作者、借閱狀態(tài)等，讀者信息包括讀者編號、姓名、借閱記錄等。這些信息以并查集的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）讀者借閱書籍；（2）讀者歸還書籍；（3）查詢某本書是