廣西醫(yī)科大學《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Ⅰ）》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁廣西醫(yī)科大學《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Ⅰ）》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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)計一個基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，能夠及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并發(fā)出警報。2、根據(jù)通信原理，設(shè)計一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)。3、設(shè)計一個基于FPGA的圖像旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進行90度、180度和270度旋轉(zhuǎn)，說明算法和硬件實現(xiàn)。4、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，有多種方法可以提高性能。假設(shè)我們正在優(yōu)化一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的描述，哪一項是不準確的？（）A.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是優(yōu)化的基礎(chǔ)B.利用緩存局部性原理可以提高數(shù)據(jù)訪問的效率C.過度的優(yōu)化可能會導(dǎo)致代碼的復(fù)雜性增加，反而降低了可維護性D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化只需要考慮時間復(fù)雜度的降低，空間復(fù)雜度可以忽略5、在一個最小堆中，刪除堆頂元素后，需要重新調(diào)整堆以保持其性質(zhì)。以下哪種操作是正確的？（）A.將最后一個元素移到堆頂，然后向下調(diào)整B.將第一個元素移到末尾，然后向上調(diào)整C.重新構(gòu)建整個堆D.不進行任何操作6、設(shè)計一個基于FPGA的圖像銳化系統(tǒng)，能夠增強圖像的邊緣和細節(jié)，說明算法和硬件實現(xiàn)。7、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個交通流量統(tǒng)計系統(tǒng)，能夠?qū)Φ缆飞系能囕v數(shù)量進行實時統(tǒng)計和分析。8、假設(shè)要實現(xiàn)一個緩存系統(tǒng)，當緩存滿時需要刪除最近最少使用的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持這種操作？（）A.鏈表B.哈希表C.棧D.LRU緩存（使用雙向鏈表和哈希表）9、設(shè)計一個基于藍牙5.0的音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)音頻無線傳輸，給出系統(tǒng)架構(gòu)和藍牙協(xié)議配置。10、設(shè)計一個音頻功率放大器保護電路，能夠在功放出現(xiàn)故障時自動切斷電源，保護揚聲器和功放電路。11、在一個大頂堆中，若父節(jié)點的索引為i，則其左子節(jié)點的索引為？（）A.2i+1B.2iC.2i-1D.i/212、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，?？梢杂糜诒磉_式求值。以下關(guān)于棧在表達式求值中的應(yīng)用，說法不正確的是（）A.可以將中綴表達式轉(zhuǎn)換為后綴表達式，然后利用棧進行求值B.?？梢员４娌僮鲾?shù)和運算符，按照運算規(guī)則進行計算C.對于復(fù)雜的表達式，棧的使用可以簡化求值過程D.棧在表達式求值中只能用于中綴表達式，不能用于后綴表達式13、設(shè)計一個模擬集成電路中反饋放大器的穩(wěn)定性補償電路，分析補償效果和對性能的影響。14、設(shè)計一個基于STM8的智能風扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速，闡述系統(tǒng)組成和控制策略。15、設(shè)計一個低通濾波器，采用無源濾波器設(shè)計，截止頻率為10kHz，通帶增益為1，阻帶衰減大于30dB，給出電路參數(shù)和性能測試。16、在使用鏈表實現(xiàn)棧的操作時，假設(shè)需要彈出棧頂元素。以下關(guān)于鏈表棧的操作，哪個是正確的（）A.直接刪除鏈表的頭節(jié)點B.從鏈表的尾部刪除節(jié)點C.遍歷鏈表找到棧頂節(jié)點并刪除D.以上操作都不正確17、對于一個用數(shù)組實現(xiàn)的隊列，當rear指針達到數(shù)組末尾時，為了實現(xiàn)循環(huán)隊列，需要進行什么樣的操作？（）A.rear指針重新指向數(shù)組開頭B.擴大數(shù)組容量C.停止入隊操作D.以上都不對18、設(shè)計一個基于555定時器的脈沖發(fā)生器，輸出脈沖頻率和占空比可調(diào)，說明電路原理和調(diào)試要點。19、在一個哈希表中，解決沖突的方法有多種，以下哪種方法在處理沖突時可能會導(dǎo)致“二次聚集”現(xiàn)象？（）A.線性探測法B.鏈地址法C.再哈希法D.建立公共溢出區(qū)20、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的智能消防報警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測火災(zāi)參數(shù)（如煙霧、溫度等）并及時報警。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述在一個順序存儲的二叉樹中，如何通過數(shù)組下標快速確定節(jié)點的父子關(guān)系。2、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，解釋如何使用棧實現(xiàn)括號匹配的檢驗，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復(fù)雜度。3、（本題5分）比較快速排序和插入排序在對重復(fù)元素較多的數(shù)據(jù)處理情況。4、（本題5分）解釋如何在一個鏈表中找到中間節(jié)點，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復(fù)雜度。5、（本題5分）分析在字符串匹配中，如何利用位運算提高匹配速度。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于AVL樹和廣度優(yōu)先搜索算法，設(shè)計一個程序，在一個社交網(wǎng)絡(luò)中找出某個用戶的所有二度好友。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用Johnson算法求解給定無向圖中所有頂點對之間的最短路徑，輸出最短路徑矩陣。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，在給定的循環(huán)鏈表中插入一個節(jié)點，輸出插入后的鏈表。4、（本題5分）分析在字符串匹配中，結(jié)合多種算法提高匹配效率的設(shè)計方案。5、（本題5分）設(shè)計一個算法，在一個有向圖中找出所有強連通分量。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個在線游戲中，玩家的角色信息需要被實時更新和存儲。角色信息包括角色ID、角色名、等級、經(jīng)驗值、裝備列表、技能列表等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些角色數(shù)據(jù)，以便能夠快速查詢角色的詳細信息、按照等級進行排序、更新角色的經(jīng)驗值和裝備，并處理多個玩家同時進行的操作。2、（本題10分）一個快遞公司的包裹跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的單號、運輸路徑、當前位置和預(yù)計送達時間。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)包裹狀態(tài)的實時查詢和跟蹤。3、（本題10分）一個物流