湖北工程学院新技术学院《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页湖北工程学院新技术学院《数据结构》

2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、设计一个数字时钟收音机电路，能够显示时间、接收广播信号并播放音频，具有闹钟和定时关机功能。2、设计一个基于加速度传感器的振动监测系统，能够监测设备的振动情况，并进行故障预警。3、设计一个基于USB接口的数据采集卡，能够采集模拟信号和数字信号，并在计算机上进行显示和分析，给出硬件设计和驱动程序开发。4、使用单片机设计一个汽车防盗报警系统，能够检测车辆的异常状态并发出警报，同时通过短信通知车主。5、设计一个数字锁相环电路，能够实现对输入信号的频率和相位跟踪，给出电路结构和参数计算。6、设计一个基于ZigBee技术的无线智能家居安防系统，能够实时监测门窗状态、烟雾浓度、入侵情况等，并进行报警。7、红黑树是另一种平衡二叉搜索树。对于红黑树的性质和优势，以下描述哪一项是不正确的？（）A.红黑树的节点要么是红色，要么是黑色，并且通过一些规则保持平衡B.红黑树的插入和删除操作的时间复杂度均为O(logn)，相对较为稳定C.红黑树的查找性能不如AVL树，因为其平衡调整不如AVL树严格D.红黑树在实际应用中比AVL树更常见，因为其插入和删除操作引起的调整相对较少8、设计一个高速串行通信接口，采用USBType-C接口，传输速率达到10Gbps，说明硬件实现和协议栈。9、运用电子信息工程知识，设计一个智能电网的分布式能源管理系统，实现对太阳能、风能等分布式能源的有效整合和管理。10、设计一个高速数据传输系统，采用USB3.0接口，传输速率达到5Gbps，说明硬件选型和驱动开发。11、运用集成电路设计方法，设计一款用于智能电表的专用集成电路芯片，实现电能计量和数据通信功能。12、设计一个数字示波器探头电路，能够将输入信号转换为适合示波器测量的信号，并且具有衰减和补偿功能。13、若要在一个链表中删除一个指定节点，以下哪个操作是必须先完成的？（）A.找到要删除节点的前一个节点B.找到要删除节点的后一个节点C.释放要删除节点所占用的存储空间D.更新链表的头指针14、设计一个基于单片机的智能灌溉控制器，能够根据土壤湿度和作物需水规律自动控制灌溉水量和时间。15、使用集成电路设计一个ADC转换器，给出转换精度、速度和功耗等性能指标，并进行电路实现。16、运用电子信息工程知识，设计一个智能电网的监控与管理系统，实现电力参数监测、故障诊断和远程控制。17、设计一个低功耗集成电路系统，从电路结构、电源管理等方面考虑降低功耗，分析功耗优化效果。18、设计一个基于单片机的智能路灯控制系统，根据环境光照和时间自动控制路灯的开关和亮度调节。19、在数据结构的递归操作中，需要注意递归的终止条件和栈空间的使用。假设我们正在使用递归解决一个问题。以下关于递归的描述，哪一项是不准确的？（）A.递归函数必须有明确的终止条件，否则会导致无限递归B.递归调用会使用系统的栈空间来保存中间结果和返回地址C.对于一些问题，使用迭代实现比递归实现效率更高D.递归总是比迭代更容易理解和实现，应该优先使用递归20、在一个密码学应用中，需要对大量的明文进行加密处理，并快速地查找和匹配特定的密文。为了提高加密和解密的效率以及数据的存储和检索性能，以下哪种数据结构可能是最适用的？（）A.加密链表，对节点进行加密存储B.加密二叉搜索树，保证数据的安全性和查找效率C.加密哈希表，快速定位密文D.加密栈，按照顺序存储加密数据21、设计一个电子秤电路，能够测量物体的重量，测量范围为0kg到10kg，精度为±0.01kg。22、利用射频技术设计一个蓝牙音频耳机，实现高质量的无线音频传输和控制功能。23、设计一个基于ZigBee的智能路灯节能系统，能够根据道路上的行人和车辆情况自动调节路灯亮度，实现节能效果。24、堆是一种特殊的树形数据结构，分为大顶堆和小顶堆。假设存在一个小顶堆，其数组表示为[1,3,5,7,9,11]。现在要插入一个值2，为了保持堆的性质，需要进行一系列调整操作。以下哪种调整方式是正确的？（）A.直接将2插入末尾，无需调整B.将2与父节点比较，若小于父节点则交换位置，直到满足堆的性质C.将2与子节点比较，若大于子节点则交换位置，直到满足堆的性质D.重新构建整个堆25、设计一个集成电路制造中的化学气相沉积（CVD）设备控制系统，优化工艺参数。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释什么是字典树，并说明其在单词查找和统计中的应用。2、（本题5分）说明队列的先进先出（FIFO）特性对解决哪些问题有帮助，并举例说明。3、（本题5分）论述如何使用计数排序对特定条件下的数组进行排序，给出算法步骤和时间复杂度分析。4、（本题5分）详细阐述在拓扑排序的错误处理中，如何检测和处理图中存在环的情况。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，使用邻接矩阵存储有向图，判断两个顶点之间是否存在边，并输出结果。2、（本题5分）设计一个程序，利用线段树和克鲁斯卡尔算法的结合，为一个区域的电力网络规划线路，确保供电可靠性和成本优化。3、（本题5分）使用双向链表和Prim算法，设计一个程序，为一个物流园区的货物运输路线进行规划，使运输效率最高。4、（本题5分）设计一个程序，在给定的数组中找出两个数之和等于给定值的所有组合，输出组合。5、（本题5分）利用队列结构设计一个学校运动会比赛项目报名管理系统，模拟报名的排队和处理过程。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线音乐平台需要管理大量的音乐文件信息，包括歌曲名称、歌手、专辑、时长、播放次数等。设计一种数据结构来存储音乐文件信息，支持快速查找、排序和更新歌曲信息，并能够统计歌手的歌曲播放总次数和热门歌曲排行榜。2、（本题10分）一个在线论坛需要管理帖子、回复、用户信息和板块分类等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持帖子的发布、