湖南信息职业技术学院《数据结构编程实践》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页湖南信息职业技术学院

《数据结构编程实践》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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PLC的数控机床控制系统，实现机床的运动控制、刀具补偿和故障报警功能。2、在一个需要快速判断两个字符串是否具有相同字符集合的场景中，以下哪种数据结构和算法的组合可能是最有效的？（）A.利用哈希表统计每个字符串中字符的出现次数，然后比较B.对字符串进行排序，然后比较排序后的结果C.使用树存储字符串的字符，然后进行比较D.通过栈对字符串进行处理和比较3、递归是一种编程技术，在数据结构和算法中经常用到。以下关于递归的描述，错误的是：（）A.递归函数直接或间接调用自身B.递归算法通常比非递归算法更简洁易懂C.递归算法的执行效率总是高于非递归算法D.递归在处理某些问题时，如树和图的遍历，非常方便4、当处理一个动态增长和收缩的数据集合时，例如一个不断有元素插入和删除的集合，以下哪种数据结构在空间利用和操作效率上可能表现更优（）A.数组B.链表C.哈希表D.二叉搜索树5、设计一个基于555定时器的三角波发生器，输出频率在10Hz至100Hz连续可调，说明电路原理和元件选择。6、设计一个基于锁相环的频率合成器系统，能够输出频率范围为10MHz-1GHz，频率分辨率为1Hz，相位噪声小于-120dBc/Hz@1kHz偏移。7、设计一个基于光电编码器的工业机器人关节位置检测系统，精度达到0.01°。8、设计一个基于FPGA的数字信号调制解调系统，支持AM、FM、PM等调制方式。9、设计一个基于蓝牙的无线键盘，实现按键输入的无线传输和与计算机的连接，描述硬件和软件设计。10、设计一个模拟电子琴的电路，能够通过按键产生不同频率的声音，模拟钢琴的基本音阶。11、设计一个基于射频技术的无线胎压监测系统，能够实时监测汽车轮胎的压力和温度。12、设计一个基于STM32的智能手环，能够监测心率、血压、运动步数等健康数据，并通过蓝牙与手机进行数据同步。13、设计一个音频功率放大器，采用甲乙类放大方式，在4Ω负载下输出功率不小于100W，给出电路设计和散热方案。14、设计一个基于单片机的智能家电能耗监测系统，实时监测家电的用电情况并进行数据分析。15、设计一个基于蓝牙的智能手表，能够显示时间、日期、天气信息，监测心率、运动步数和睡眠质量，并与手机进行数据同步。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释如何在一个具有n个元素的有序数组中，使用二分查找算法查找特定元素，并分析其时间复杂度和递归与非递归实现的区别。2、（本题5分）详细阐述在图的最短路径算法中，如何处理动态的边权值变化。3、（本题5分）详细阐述如何使用希尔排序算法对一个具有n个元素的数组进行排序，给出算法步骤和时间复杂度分析。以提高查找和插入的效率。4、（本题5分）论述在排序算法的稳定性判断中，如何确定一个排序算法是否是稳定的，并举例说明其重要性。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个在线考试的监考系统中，需要实时记录考生的答题情况、交卷时间、是否作弊等信息。设计数据结构来保障考试的公平性和数据的准确性，支持对考生答题过程的监控和异常情况的处理。2、（本题5分）某电商平台的促销活动管理系统需要记录活动信息、参与商品、优惠规则和用户参与情况等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现活动的创建、修改和删除，参与商品的添加和删除，优惠规则的设置和计算，以及用户参与情况的记录和统计，并能够实时监控活动效果和调整策略。3、（本题5分）一个在线图片分享平台需要管理大量的图片信息，包括图片名称、上传者、上传时间、图片标签、浏览量等。设计数据结构来存储这些信息，实现图片的快速上传、删除、查找和浏览量统计，同时支持根据标签和上传时间进行图片筛选和排序。4、（本题5分）某电商平台的库存管理系统需要实时监控商品库存数量，当库存低于阈值时自动补货。设计合适的数据结构和算法，实现库存的准确管理和及时补货。5、（本题5分）某城市的公共交通卡管理系统需要记录用户的卡信息和消费记录，卡信息包括卡号、用户姓名、余额等，消费记录包括卡号、消费时间、消费金额、消费地点。请设计数据结构来存储这些数据，实现卡的充值、消费查询、余额提醒，并统计不同地点的消费情况。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，模拟实现操作系统中的内存分页管理，使用链表或树结构。2、（本题10分）设计一个算法，利用链表实现一个栈，模拟栈的入栈、出栈操作，并判