北海康养职业学院《数据结构课程实验》2023-2024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2页，共2页北海康养职业学院《数据结构课程实验》

2023-2024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30个小题，每小题1分，共30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、设计一个数字频率计高精度电路，能够实现更高精度的频率测量，精度达到±0.01Hz。2、根据数字信号处理理论，设计一个图像去模糊系统，能够恢复模糊图像的清晰细节。3、设计一个基于运算放大器的电压比较器电路，能够比较两个输入电压的大小，并输出相应的高低电平信号。4、设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，当有人靠近时自动开门，一段时间后自动关门。5、假设正在开发一个图像识别系统，需要对图像的特征向量进行存储和分类。为了能够快速地找到相似的特征向量和进行分类操作，以下哪种数据结构可能是最有用的？（）A.K-D树，用于多维数据的搜索和分类B.B树，高效存储和检索大量数据C.线段树，处理图像特征的区间信息D.并查集，合并相似的特征向量6、数据结构是计算机存储、组织数据的方式。以下关于数据结构的描述，不准确的是（）A.数据结构旨在提高数据的存储效率和操作效率B.它是算法设计和分析的基础，影响着程序的性能C.数据结构只关注数据的存储，不考虑数据的处理逻辑D.常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列等7、设计一个简单的数字时钟电路，能够显示小时、分钟和秒，具有校时功能，使用数码管或液晶显示屏进行显示，同时阐述其工作原理和主要元器件的选择。8、设计一个简单的无线数据传输系统，工作频率在ISM频段，传输距离不小于100米，数据传输速率不低于1Mbps，说明系统组成和关键技术。9、队列可以用于实现广度优先搜索算法。对于队列在广度优先搜索中的应用，以下描述哪一项是不正确的？（）A.从起始节点开始，将其加入队列，然后依次处理队列中的节点B.对于每个节点，将其未访问过的邻接节点加入队列C.队列中的节点按照加入的先后顺序进行处理，保证了广度优先的搜索顺序D.在搜索过程中，不需要标记已访问的节点，因为队列可以自动避免重复访问10、设计一个光耦隔离的数字输入输出接口电路，实现电气隔离和信号传输，给出电路设计和性能测试。11、在数据结构的操作中，可能会出现时间和空间的权衡。以下关于时间和空间权衡的描述，不准确的是：（）A.有时候为了提高操作的时间效率，可能需要牺牲一些存储空间，例如使用缓存来加速数据访问B.某些数据结构在节省空间的同时，可能会导致操作的时间复杂度增加，例如压缩存储的数组C.在任何情况下，都应该优先考虑时间效率，而忽略空间的消耗，因为时间往往比空间更宝贵D.时间和空间的权衡需要根据具体的应用场景和需求来决定，没有绝对的最优策略12、设计一个基于数字锁相放大器的微弱信号检测系统，能够从强噪声背景中检测出微弱信号。13、设计一个基于霍尔传感器的电流测量电路，能够测量0-10A的直流电流，精度达到0.1A。14、设计一个基于深度学习的数字图像分类系统，分析模型的准确性和泛化能力。15、设计一个基于数字图像处理的人脸识别考勤系统，提高考勤的准确性和效率。16、设计一个基于光电传感器的物体计数系统，能够准确计数通过检测区域的物体数量。17、设计一个基于运算放大器的有源滤波器电路，实现低通、高通、带通或带阻滤波功能，参数可调节。18、设计一个数字图像处理中的图像融合算法，如基于小波变换的图像融合，比较融合前后的图像质量。19、设计一个数字频率计电路，能够测量频率范围为1Hz-100MHz的正弦波、方波和脉冲波信号，测量精度不低于0.1%。20、树的存储结构除了常见的二叉树表示法，还有多叉树的表示方法。关于多叉树的存储方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以使用孩子兄弟表示法来存储多叉树，便于实现树的遍历和操作B.父指针数组法通过为每个节点存储指向其父节点的指针来表示多叉树C.孩子链表法为每个节点建立一个孩子链表，存储其所有孩子节点的信息D.无论采用哪种存储方式，对多叉树的操作效率都是相同的21、设计一个用于工业机器人的运动控制系统，能够实现点位控制、轨迹规划和速度控制，说明控制算法和驱动器选型。22、设计一个音频均衡器智能调节电路，能够根据输入音频信号的特点自动调节均衡器的参数，实现智能调节。23、设计一个基于数字电位器的音量控制系统，能够通过按键或旋转编码器调节音量大小。24、在一个大顶堆中，若父节点的索引为i，则其左子节点的索引为？（）A.2i+1B.2iC.2i-1D.i/225、在数据结构的应用中，假设需要存储和操作一个学生成绩的集合，并且能够快速查找某个学生的成绩、计算平均成绩等操作。以下哪种数据结构可能是最合适的（）A.栈B.队列C.二叉搜索树D.哈希表26、设计一个基于FPGA的高速数据存储系统，支持SATA或NVMe接口，给出硬件设计和性能测试。27、设计一个电子血压计数据分析电路，能够对血压计测量的数据进行分析和统计，为医疗诊断提供参考。28、设计一个基于FPGA的图像缩放系统，能够对输入图像进行任意比例的缩放。29、设计一个基于运算放大器的求和放大器电路，能够实现多个输入信号的加权求和。30、运用数字电路设计一个密码锁系统，用户通过输入正确的密码才能打开锁，同时具有错误输入次数限制和报警功能。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线音乐平台的歌曲管理系统需要存储歌曲信息，如歌曲编号、歌曲名称、歌手、专辑、播放次数等。系统要实现快速查找特定歌曲、按照播放次数对歌曲进行排序、新增歌曲、删除歌曲以及更新歌曲的播放次数。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化方法。2、（本题5分）一个学校的考场安排管理系统需要存储考场的信息，如考场编号、考场位置、容纳人数、考试科目、考试时间等。系统要支持快速查找特定考场、按照容纳人数对考场进行排序、新增考场安排、修改考试时间、删除不再使用的考场。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。3、（本题5分）一个在线房产中介系统需要管理房源信息、房东信息、租客需求、租赁合同等。设计数据结构来实现房源的发布、租客需求的匹配、合同的签订和管理，能够保障交易的安全和透明。4、（本题5分）一个在线心理咨询平台需要管理咨询师信息、咨询案例、用户问题和咨询记录等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持咨询师的注册和信息管理，咨询案例的分类和存储，用户问题的提交和咨询记录的保存，并能够保护用户隐私和提供咨询效果的评估。5、（本题5分）某学校的社团管理系统需要管理社团信息、成员信息、活动安排和经费使用等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现社团的创建、注销和信息修改，成员的加入、退出和管理，活动的组织和记录，以及经费的收支和统计，并能够评估社团的活跃度和发展情况。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）描述二叉树的遍历算法在二叉树的节点值之和问题、树的坡度问题中的应用。2、（本题5分）深入分析在一个具有n个元素的顺序表中，如何进行排序算法的性能比较和分析。3、（本题5分）阐述如何在一个循环队列中实现元素的入队和出队操作，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）解释什么是小根堆和大根堆，并说