天津工业大学《数据结构》2023-2024学年第二学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页天津工业大学

《数据结构》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、想象一个网络数据包的缓存系统，数据包按照到达的先后顺序存储，并且当缓存满时需要删除最早到达的数据包。以下哪种数据结构适合实现这个缓存？（）A.循环队列，能够实现先进先出，并且容易判断满和空的状态B.栈，后进先出，不符合数据包的处理顺序C.优先队列，根据优先级处理，不适合按到达顺序处理D.图，用于表示复杂的关系，不适合简单的数据包缓存2、设计一个通信系统中的信道编码模块，实现某种纠错编码算法，分析其纠错能力和编码效率。3、利用电力电子技术设计一个升压型直流-直流变换器（BoostConverter），并对其性能进行测试和优化。4、利用数字逻辑电路设计一个数字电压表，能够测量直流电压并以数字形式显示，给出测量精度和量程。5、设计一个电子秤数据传输与加密电路，能够将电子秤的测量数据安全地传输到其他设备，并进行加密保护。6、利用射频技术设计一个Zigbee无线传感器网络节点，用于采集环境数据并进行短距离传输。7、设计一个基于蓝牙低能耗（BLE）技术的健康监测手环，能够采集心率、血压、步数等生理数据，并将数据传输到手机APP。8、考虑到一个分布式缓存系统，需要在多个节点之间同步数据，并处理节点的加入和离开。为了实现可靠的数据同步和容错，以下哪种数据结构和技术可能会被用到？（）A.一致性哈希B.分布式锁C.分布式事务D.分布式队列9、考虑一个有向无环图（DAG），假设需要对其进行拓扑排序。以下关于拓扑排序的结果，哪个说法是正确的（）A.结果是唯一的B.结果可能不唯一C.不存在拓扑排序D.以上说法都不对10、设计一个锁相环（PLL）频率合成器，输出特定频率的稳定信号，分析其相位噪声和锁定时间。11、在数据结构的性能评估中，除了时间复杂度和空间复杂度，还有其他指标。关于这些评估指标，以下描述哪一项是不正确的？（）A.平均查找长度常用于评估查找算法的性能B.算法的稳定性也是一个重要的评估指标，特别是在排序算法中C.数据结构的可维护性和可读性在实际应用中通常不重要D.对于特定的应用场景，还需要考虑数据结构与其他部分的集成和协作效率12、设计一个基于PLC的纺织厂织布机控制系统，实现织布机的速度控制、张力调节和故障诊断。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、在链表这种数据结构中，节点通过指针相互连接。假设需要频繁地在链表的头部或中间插入和删除元素。以下哪种链表结构可能是最合适的选择（）A.单向链表B.双向链表C.循环链表D.静态链表15、设计一个基于单片机的智能电表系统，能够准确测量电能消耗，并具有数据存储、远程通信等功能。16、设计一个基于微波技术的车载雷达测速系统，能够准确测量车辆行驶速度。17、在哈希表中，装填因子是一个重要的概念，以下关于装填因子的描述，正确的是：（）A.装填因子是哈希表中已存储元素的数量与表的容量之比B.装填因子越大，哈希冲突的概率越小，查找效率越高C.装填因子对哈希表的性能没有影响，可以忽略不计D.为了提高哈希表的性能，装填因子应该尽量设置得小一些18、设计一个数字音频处理系统，能够实现音频的采集、编码、存储和播放，具备一定的音频特效处理功能。19、设计一个卫星导航系统中的差分定位数据处理模块，分析定位精度的提升效果。20、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21、设计一个提高通信系统信道容量的方案，考虑采用新的技术和方法，评估方案的可行性和有效性。22、设计一个数字信号调制解调多模式电路，能够支持多种调制解调方式，提高通信的灵活性。23、设计一个数字电路中的可编程逻辑阵列（PLA）实现逻辑函数的方案，分析资源利用率。24、设计一个数字电压表校准电路，能够对数字电压表进行校准，提高测量精度。25、设计一个基于数字信号处理器（DSP）和摄像头的运动目标检测系统，实时检测视频中的运动目标。26、设计一个基于数字图像处理的目标跟踪系统，能够在视频中实时跟踪特定目标的运动轨迹。27、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。28、运用集成电路知识，设计一款用于智能手机的摄像头图像处理芯片，具备图像增强、降噪和色彩校正功能。29、设计一个音频混音器电路，能够将多路音频信号混合输出，给出电路结构和参数调整方法。30、设计一个简单的无线通信收发系统，工作在特定频段，采用合适的调制解调方式，实现短距离的数据传输，并分析其性能。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个大型企业的人力资源管理系统需要存储员工的基本信息、工作经历、培训记录和绩效考核等。设计数据结构来组织这些数据，以便能够快速地查询员工信息、生成各类报表，并支持员工信息的更新和删除操作。2、（本题5分）一个在线考试系统需要记录学生的答题情况、得分和考试时间。设计合适的数据结构来存储这些数据，能够快速地统计考试结果、分析学生的薄弱环节。3、（本题5分）一个在线视频会议系统需要对参会人员的状态和发言顺序进行管理。参会人员信息包括人员编号、姓名、状态（在线/离线）、发言顺序等。这些信息以三元组表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询在线参会人员名单；（2）调整参会人员的发言顺序；（3）人员离线时更新状态；（4）统计发言次数超过一定阈值的人员数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）一个科研项目管理系统需要对项目的进展情况和参与人员进行跟踪。项目信息包括项目编号、项目名称、负责人、起止时间、进展状态等，参与人员信息包括人员编号、姓名、参与项目等。这些信息以十字链表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个项目的详细信息；（2）添加新的项目或人员；（3）删除已完成的项目或离职人员；（4）统计每个负责人负责的项目数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）在一个在线招聘系统中，需要管理企业招聘信息、求职者简历、面试安排和录用结果等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持企业招聘信息的发布和更新，求职者简历的投递和筛选，面试的安排和记录，以及录用结果的通知，并能够实现人才库的建立和智能匹配推荐。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）对于一个具有n个元素的数组，如何使用希尔排序算法处理逆序对较多的数据？2、（本题5分）对于一个栈结构，解释栈顶指针和栈底指针的作用，以及如何通过这两个指针实现栈的基本操作。3、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个元素的链表中，使用插入排序算法进行排序，并分析其时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）深入分析在一个具有n个元素的链表中，如何查找中间节点。5、（本题5分）详细论述在一个具有n