宿迁职业技术学院《数据结构课程实训》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数据结构课程实训》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、设计一个基于单片机的步进电机控制系统，能够实现正反转、调速和定位控制功能。2、设计一个基于PLC的污水处理控制系统，能够实现对污水的处理过程进行自动控制，包括加药、搅拌、沉淀等环节。3、利用射频技术设计一个4G通信模块，实现高速数据传输和语音通信功能。4、运用集成电路知识，设计一款用于智能手表的低功耗蓝牙通信芯片，具备稳定的连接和低能耗特性。5、利用通信原理知识，设计一个无线数据传输系统，能够在一定距离内稳定传输数字信号，具备抗干扰和纠错能力，且传输速率达到特定要求。6、设计一个基于DSP的数字图像处理系统，能够实现图像边缘检测、特征提取和目标识别等功能，提供算法流程和代码实现。7、考虑一个在线游戏排行榜系统，需要实时更新玩家的得分和排名，并能够快速地获取前几名玩家的信息。对于这样的需求，以下哪种数据结构和算法的结合是最恰当的？（）A.快速排序和数组，实现得分排序和排名更新B.归并排序和链表，处理玩家得分数据C.插入排序和栈，更新玩家排名D.堆排序和优先队列，高效维护排行榜8、根据数字信号处理知识，设计一个数字音乐合成器，能够生成各种乐器的声音和音乐旋律。9、设计一个基于运算放大器的正弦波振荡器电路，输出频率为1kHz，幅度稳定。10、在数据结构的应用中，栈和队列常用于表达式求值。假设我们要计算一个算术表达式的值。以下关于表达式求值的描述，哪一项是不准确的？（）A.中缀表达式转换为后缀表达式后，使用栈可以方便地进行求值计算B.后缀表达式求值时，遇到操作数入栈，遇到操作符则对栈顶元素进行相应运算C.栈在表达式求值中主要用于保存操作数和中间结果D.无论表达式的复杂程度如何，使用栈和队列进行求值的效率都是相同的11、选择排序是另一种基本的排序算法。以下关于选择排序的说法，错误的是：（）A.选择排序每次从待排序序列中选择最小（或最大）的元素，放到已排序序列的末尾B.选择排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)C.选择排序是一种不稳定的排序算法D.选择排序的空间复杂度较低12、设计一个基于单片机的电子秤系统，能够测量物体的重量，并具有去皮、计价等功能。13、设计一个音频放大器噪声抑制电路，能够降低放大器的噪声水平，提高音频质量。14、设计一个基于Wi-FiDirect的无线打印服务器，支持多种打印机类型，给出系统架构和软件实现。15、设计一个基于运放的音频前置放大器，具有高输入阻抗、低噪声和一定的增益，用于提升音频信号质量。16、设计一个数字电路中竞争冒险现象的检测和消除电路，分析其对电路性能的改善效果。17、运用集成电路工艺，设计一款用于无人机的飞行控制芯片，具备稳定的姿态控制和导航功能。18、在数据结构中，假设我们需要存储和操作一个公司员工的信息，包括员工编号、姓名、年龄、职位等。要求能够快速地按照员工编号查找和修改员工信息。以下哪种数据结构最适合？（）A.数组B.链表C.哈希表D.二叉搜索树19、设计一个电子秤数据存储电路，能够将电子秤的测量数据存储在本地或云端，方便查询和分析。20、设计一个基于FPGA的视频图像处理系统，能够实现视频图像的缩放、旋转、色彩调整等功能。21、平衡二叉树是为了改进二叉搜索树在某些情况下性能不佳而提出的。以下关于平衡二叉树的描述，正确的是（）A.平衡二叉树的左右子树高度差一定不超过1B.插入和删除操作不会破坏平衡二叉树的平衡性C.平衡二叉树的查找效率一定高于二叉搜索树D.所有的平衡二叉树都是完全二叉树22、在数据结构的学习中，理解和掌握基本概念是非常重要的，以下关于数据结构概念的描述，正确的是：（）A.数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合B.数据结构只关注数据的存储方式，不关心数据的操作和处理C.不同的数据结构适用于不同的应用场景，没有一种数据结构是万能的D.数据结构的设计和选择对程序的性能和效率没有影响23、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。24、基于通信原理设计一个数字通信系统，包括信源编码、信道编码、调制解调等模块，给出系统性能评估。25、设计一个基于STM32的智能水质净化系统，能够实时监测水质参数，并自动控制净化设备的运行，保证水质达标。26、设计一个数字音频处理中的音频均衡器参数自动调整系统，分析调整效果。27、设计一个液晶显示的驱动电源，能够提供稳定的电压和电流，具有过压、过流保护功能。28、设计一个无线局域网（WLAN）的接入点（AP），实现多个用户的高速无线接入，配置安全机制。29、设计一个基于蓝牙技术的无线数据传输系统，实现短距离设备之间的数据通信，给出系统的硬件和软件设计。30、二叉树的遍历可以通过递归和非递归方式实现。对于中序遍历，以下哪种非递归实现方式是常见的？（）A.使用栈来辅助B.使用队列来辅助C.直接遍历D.无法非递归实现二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某电商仓库管理系统需要存储货物的种类、数量、存放位置和入库出库时间等信息。请设计合适的数据结构来存储货物信息，支持货物的入库、出库、盘点和库存查询操作，并能够根据货物的入库时间和保质期进行优先出库处理。2、（本题5分）在一个在线教育平台中，需要管理课程资源、学生学习进度、作业和考试成绩等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持课程资源的上传、下载和更新，学生学习进度的跟踪，作业的布置和批改，考试成绩的记录和分析，并能够根据学生学习情况提供个性化的学习建议。3、（本题5分）某物流仓库需要对货物的存储位置和出入库记录进行管理。货物信息和位置以图的邻接矩阵形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查找某类货物的存储位置；（2）记录货物的出入库时间和数量；（3）当仓库布局调整时，更新货物的存储位置；（4）统计某种货物在一段时间内的出入库总量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（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。5、（本题5分）一个图书馆的读者借阅管理系统需要存储读者的借阅信息，包括读者编号、读者姓名、借阅图书编号、借阅日期、应还日期等。系统要支持快速查找读者的借阅记录、按照应还日期对借阅记录进行排序、新增借阅、归还图书操作。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述跳表在数据动态更新频繁情况下的性能优化策略。2、（本题5分）探讨在一个具有n个顶点的无向图中，如何进行图的最小顶点覆盖问题的求解。3、（本题5分）深入分析在一个具有n个元素的链表中，如何对链表进行旋转操作，如将链表的后k个节点移到链表头部。4、（本题5分）深入解释在最小生成树的Prim算法中，如何选择边来构建