學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北京石油化工學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、設(shè)計一個基于單片機(jī)的智能交通信號燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同時間段和交通流量自動調(diào)整信號燈的時長。2、設(shè)計一個±12V轉(zhuǎn)±5V的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，輸出電流不小于0.5A，給出原理圖和PCB布線。3、設(shè)計一個低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于1dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-5kHz。4、設(shè)計一個數(shù)字電壓表校準(zhǔn)電路，能夠?qū)?shù)字電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)，提高測量精度。5、設(shè)計一個簡單的數(shù)字時鐘電路，要求能夠顯示小時、分鐘和秒，并且具有設(shè)置時間和鬧鐘功能。6、設(shè)計一個基于STM8S的智能家電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制和智能場景切換，給出硬件電路和通信協(xié)議。7、設(shè)計一個基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，能夠連接多種傳感器并將數(shù)據(jù)上傳到云平臺，闡述系統(tǒng)架構(gòu)和通信方式。8、在一個物流配送系統(tǒng)中，需要根據(jù)各個配送點的位置和貨物需求，規(guī)劃出最優(yōu)的配送路線，以最小化運輸成本和時間。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于解決這類路徑規(guī)劃問題？（）A.蟻群算法使用的信息素矩陣B.模擬退火算法使用的隨機(jī)數(shù)生成器C.遺傳算法使用的染色體編碼D.A*算法使用的優(yōu)先級隊列9、設(shè)計一個數(shù)字電壓表自動校準(zhǔn)電路，能夠定期自動對電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)，提高測量精度。10、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。以下關(guān)于棧的描述，錯誤的是（）A.棧的操作遵循后進(jìn)先出（LIFO）原則B.入棧和出棧操作的時間復(fù)雜度都為O(1)C.?？梢杂脭?shù)組或鏈表來實現(xiàn)D.棧只能用于實現(xiàn)簡單的數(shù)值計算，不能用于復(fù)雜的算法11、在一個具有n個節(jié)點的二叉樹中，若每個節(jié)點的度均不超過2，則該二叉樹中葉子節(jié)點的數(shù)量至少為：（）A.n/2B.(n+1)/2C.n-1D.n12、字符串的模式匹配中，BM算法通過從右向左比較來提高效率。假設(shè)主串為"ABCDEFGHIJK"，模式串為"EF"，使用BM算法進(jìn)行匹配，以下關(guān)于匹配過程的描述，哪個是正確的？（）A.從主串的第一個字符開始比較B.從主串的最后一個字符開始比較C.隨機(jī)選擇主串中的位置開始比較D.以上都不對13、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個計數(shù)器和定時器，實現(xiàn)計數(shù)和定時功能，并可設(shè)置不同的工作模式。14、設(shè)計一個數(shù)字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率，測量范圍為1Hz-10MHz，精度達(dá)到1Hz。15、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個太陽能充電控制器，實現(xiàn)對太陽能電池板輸出的電能進(jìn)行有效管理和存儲。16、設(shè)計一個正弦波信號發(fā)生器，輸出頻率在100kHz至1GHz連續(xù)可調(diào)，采用鎖相環(huán)技術(shù)實現(xiàn)，說明工作原理和硬件設(shè)計。17、在一個需要對大量整數(shù)進(jìn)行排序，并且內(nèi)存空間有限的情況下。以下哪種排序算法可能比較適合？（）A.歸并排序B.冒泡排序C.桶排序D.選擇排序18、字符串的操作和處理在計算機(jī)編程中經(jīng)常遇到。對于字符串的匹配算法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.樸素的字符串匹配算法通過逐個字符比較來查找模式串在主串中的位置，時間復(fù)雜度較高B.KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法通過利用已經(jīng)匹配的部分信息來提高匹配效率C.BM（Boyer-Moore）算法從右向左比較字符，在某些情況下性能優(yōu)于KMP算法D.所有的字符串匹配算法在最壞情況下的時間復(fù)雜度都是O(m*n)，其中m是模式串長度，n是主串長度19、在選擇排序算法中，每次都從未排序部分選擇最小的元素放到已排序部分的末尾。假設(shè)一個數(shù)組的元素數(shù)量較大，以下關(guān)于選擇排序的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，哪個是正確的（）A.時間復(fù)雜度為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(1)B.時間復(fù)雜度為O(n^2)，空間復(fù)雜度為O(n)C.時間復(fù)雜度為O(n^2)，空間復(fù)雜度為O(1)D.時間復(fù)雜度為O(n)，空間復(fù)雜度為O(1)20、設(shè)計一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電表抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動抄表和數(shù)據(jù)管理。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）深入解釋在具有n個頂點和e條邊的無向圖中，如何使用普里姆（Prim）算法求解最小生成森林，并說明算法的基本思想和關(guān)鍵步驟。2、（本題5分）論述AVL樹和紅黑樹在大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲中的適用性比較。3、（本題5分）詳細(xì)論述在具有n個節(jié)點的完全二叉樹中，如何通過節(jié)點編號快速計算其父節(jié)點和子節(jié)點的編號。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)設(shè)計B樹中處理節(jié)點刪除導(dǎo)致樹結(jié)構(gòu)變化的算法，并模擬測試。2、（本題5分）設(shè)計一個算法，在一個二叉搜索樹中刪除指定值的節(jié)點，并保持二叉搜索樹的性質(zhì)。3、（本題5分）設(shè)計一個基于跳表的存儲結(jié)構(gòu)來存儲學(xué)生成績信息，實現(xiàn)成績的插入、刪除和查詢操作。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用雙向鏈表存儲一組浮點數(shù)，實現(xiàn)鏈表的冒泡排序。5、（本題5分）使用鏈表和Prim算法，設(shè)計一個程序，為一個山區(qū)的通信基站規(guī)劃信號覆蓋線路，使覆蓋范圍最廣且建設(shè)難度最小。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個學(xué)校的教師教學(xué)評價管理系統(tǒng)需要存儲教師評價信息，如教師編號、教師姓名、評價課程、評價分?jǐn)?shù)、評價內(nèi)容等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定教師的評價、按照評價分?jǐn)?shù)對教師進(jìn)行排序、新增評價、修改評價以及刪除評價。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實