广西医科大学《数据结构（Ⅰ）》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1页，共3页广西医科大学《数据结构（Ⅰ）》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、设计一个基于无线传感器网络的森林火灾监测预警系统，能够及时发现火灾并发出警报。2、根据通信原理，设计一个无线传感器网络的网关设备，实现传感器数据的汇聚和转发。3、设计一个基于FPGA的图像旋转系统，能够对输入图像进行90度、180度和270度旋转，说明算法和硬件实现。4、在数据结构的优化中，有多种方法可以提高性能。假设我们正在优化一个数据结构。以下关于数据结构优化的描述，哪一项是不准确的？（）A.选择合适的数据结构和算法是优化的基础B.利用缓存局部性原理可以提高数据访问的效率C.过度的优化可能会导致代码的复杂性增加，反而降低了可维护性D.数据结构的优化只需要考虑时间复杂度的降低，空间复杂度可以忽略5、在一个最小堆中，删除堆顶元素后，需要重新调整堆以保持其性质。以下哪种操作是正确的？（）A.将最后一个元素移到堆顶，然后向下调整B.将第一个元素移到末尾，然后向上调整C.重新构建整个堆D.不进行任何操作6、设计一个基于FPGA的图像锐化系统，能够增强图像的边缘和细节，说明算法和硬件实现。7、利用数字逻辑电路设计一个交通流量统计系统，能够对道路上的车辆数量进行实时统计和分析。8、假设要实现一个缓存系统，当缓存满时需要删除最近最少使用的元素。以下哪种数据结构可以有效地支持这种操作？（）A.链表B.哈希表C.栈D.LRU缓存（使用双向链表和哈希表）9、设计一个基于蓝牙5.0的音频传输系统，能够实现高品质音频无线传输，给出系统架构和蓝牙协议配置。10、设计一个音频功率放大器保护电路，能够在功放出现故障时自动切断电源，保护扬声器和功放电路。11、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/212、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。以下关于栈在表达式求值中的应用，说法不正确的是（）A.可以将中缀表达式转换为后缀表达式，然后利用栈进行求值B.栈可以保存操作数和运算符，按照运算规则进行计算C.对于复杂的表达式，栈的使用可以简化求值过程D.栈在表达式求值中只能用于中缀表达式，不能用于后缀表达式13、设计一个模拟集成电路中反馈放大器的稳定性补偿电路，分析补偿效果和对性能的影响。14、设计一个基于STM8的智能风扇控制系统，能够根据环境温度自动调节风扇转速，阐述系统组成和控制策略。15、设计一个低通滤波器，采用无源滤波器设计，截止频率为10kHz，通带增益为1，阻带衰减大于30dB，给出电路参数和性能测试。16、在使用链表实现栈的操作时，假设需要弹出栈顶元素。以下关于链表栈的操作，哪个是正确的（）A.直接删除链表的头节点B.从链表的尾部删除节点C.遍历链表找到栈顶节点并删除D.以上操作都不正确17、对于一个用数组实现的队列，当rear指针达到数组末尾时，为了实现循环队列，需要进行什么样的操作？（）A.rear指针重新指向数组开头B.扩大数组容量C.停止入队操作D.以上都不对18、设计一个基于555定时器的脉冲发生器，输出脉冲频率和占空比可调，说明电路原理和调试要点。19、在一个哈希表中，解决冲突的方法有多种，以下哪种方法在处理冲突时可能会导致“二次聚集”现象？（）A.线性探测法B.链地址法C.再哈希法D.建立公共溢出区20、设计一个基于ZigBee技术的智能消防报警系统，能够实时监测火灾参数（如烟雾、温度等）并及时报警。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述在一个顺序存储的二叉树中，如何通过数组下标快速确定节点的父子关系。2、（本题5分）在数据结构中，解释如何使用栈实现括号匹配的检验，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。3、（本题5分）比较快速排序和插入排序在对重复元素较多的数据处理情况。4、（本题5分）解释如何在一个链表中找到中间节点，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。5、（本题5分）分析在字符串匹配中，如何利用位运算提高匹配速度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）基于AVL树和广度优先搜索算法，设计一个程序，在一个社交网络中找出某个用户的所有二度好友。2、（本题5分）设计一个程序，使用Johnson算法求解给定无向图中所有顶点对之间的最短路径，输出最短路径矩阵。3、（本题5分）设计一个程序，在给定的循环链表中插入一个节点，输出插入后的链表。4、（本题5分）分析在字符串匹配中，结合多种算法提高匹配效率的设计方案。5、（本题5分）设计一个算法，在一个有向图中找出所有强连通分量。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个在线游戏中，玩家的角色信息需要被实时更新和存储。角色信息包括角色ID、角色名、等级、经验值、装备列表、技能列表等。设计一种数据结构来存储这些角色数据，以便能够快速查询角色的详细信息、按照等级进行排序、更新角色的经验值和装备，并处理多个玩家同时进行的操作。2、（本题10分）一个快递公司的包裹跟踪系统需要记录包裹的单号、运输路径、当前位置和预计送达时间。设计合适的数据结构来实现包裹状态的实时查询和跟踪。3、（本题10分）一个物流