裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)山東藥品食品職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)驗(yàn)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上升、下降、停靠、開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)等邏輯控制和安全保護(hù)功能。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CPLD的數(shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)8位加法器和8位乘法器，給出硬件描述語(yǔ)言代碼和仿真結(jié)果。3、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘分頻器，將輸入時(shí)鐘信號(hào)分頻為不同頻率的輸出信號(hào)。4、設(shè)計(jì)一個(gè)智能溫度傳感器，能夠通過(guò)數(shù)字接口輸出溫度數(shù)據(jù)，并具有低功耗特性，闡述傳感器的原理和電路設(shè)計(jì)。5、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字濾波器，用于去除音頻信號(hào)中的噪聲，要求濾波器具有陡峭的截止頻率和較小的通帶波紋。6、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)復(fù)用設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用或波分復(fù)用功能，分析復(fù)用效率和資源利用率。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的自動(dòng)化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線上多個(gè)設(shè)備的順序控制、邏輯控制和故障報(bào)警功能。8、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的數(shù)字化調(diào)制（如ASK、FSK、PSK）和相應(yīng)的解調(diào)功能，并分析其性能。9、設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)引導(dǎo)的圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)工件識(shí)別和定位，給出系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)。10、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評(píng)估中，除了時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，平均情況下的性能也是重要的考慮因素。假設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在大多數(shù)情況下操作效率很高，但在某些特殊輸入下性能急劇下降。以下關(guān)于這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)，哪個(gè)是合理的（）A.是一種優(yōu)秀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況性能好B.不是一種好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榇嬖谛阅芷款iC.需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)判斷其優(yōu)劣D.以上評(píng)價(jià)都不準(zhǔn)確11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)壓力計(jì)電路，能夠同時(shí)測(cè)量環(huán)境溫度和壓力，溫度精度為±0.1℃，壓力精度為±1kPa。12、在一個(gè)大型企業(yè)的員工管理系統(tǒng)中，需要存儲(chǔ)員工的基本信息，如姓名、工號(hào)、部門(mén)、職位等，并且能夠按照部門(mén)快速查找和統(tǒng)計(jì)員工數(shù)量。為了實(shí)現(xiàn)這樣的功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是比較合適的選擇？（）A.字典樹(shù)B.堆C.跳表D.并查集13、設(shè)計(jì)一個(gè)光耦隔離的數(shù)字輸入輸出模塊，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的電氣隔離通信，給出電路參數(shù)和應(yīng)用示例。14、插入排序也是一種基本的排序算法。關(guān)于插入排序的特點(diǎn)，以下描述正確的是：（）A.插入排序在每次迭代中，將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，優(yōu)于冒泡排序C.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的相對(duì)順序D.插入排序適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)的排序，效率很高15、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的遞歸操作中，需要注意遞歸的終止條件和?？臻g的使用。假設(shè)我們正在使用遞歸解決一個(gè)問(wèn)題。以下關(guān)于遞歸的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.遞歸函數(shù)必須有明確的終止條件，否則會(huì)導(dǎo)致無(wú)限遞歸B.遞歸調(diào)用會(huì)使用系統(tǒng)的?？臻g來(lái)保存中間結(jié)果和返回地址C.對(duì)于一些問(wèn)題，使用迭代實(shí)現(xiàn)比遞歸實(shí)現(xiàn)效率更高D.遞歸總是比迭代更容易理解和實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該優(yōu)先使用遞歸16、在哈希表的性能優(yōu)化中，處理哈希沖突是關(guān)鍵。以下關(guān)于哈希沖突處理方法的比較，錯(cuò)誤的是（）A.開(kāi)放地址法在裝填因子較小時(shí)性能較好B.鏈地址法在處理沖突時(shí)不需要探查空閑位置C.開(kāi)放地址法的空間利用率通常高于鏈地址法D.鏈地址法在刪除元素時(shí)比開(kāi)放地址法更復(fù)雜17、基于通信協(xié)議的自適應(yīng)調(diào)整技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況自動(dòng)優(yōu)化傳輸參數(shù)。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于形態(tài)學(xué)處理的圖像邊緣檢測(cè)系統(tǒng)，分析處理效果和算法復(fù)雜度。19、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)液位計(jì)智能監(jiān)測(cè)電路，能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)溫度和液位的變化，并給出預(yù)警提示。20、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(gè)數(shù)組的元素?cái)?shù)量較大，以下關(guān)于選擇排序的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，哪個(gè)是正確的（）A.時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(1)B.時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，空間復(fù)雜度為O(n)C.時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，空間復(fù)雜度為O(1)D.時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，空間復(fù)雜度為O(1)21、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字濾波器，實(shí)現(xiàn)巴特沃斯、切比雪夫或橢圓濾波器的功能，參數(shù)可設(shè)置。22、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線對(duì)講機(jī)系統(tǒng)，能夠在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)清晰的語(yǔ)音通信。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，闡述系統(tǒng)組成和控制策略。24、考慮一個(gè)在線游戲中的玩家對(duì)戰(zhàn)匹配系統(tǒng)，需要根據(jù)玩家的等級(jí)和等待時(shí)間來(lái)進(jìn)行匹配。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以高效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)匹配過(guò)程？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，按照等級(jí)和等待時(shí)間排序B.數(shù)組，隨機(jī)選擇匹配對(duì)象C.鏈表，逐個(gè)比較進(jìn)行匹配D.二叉樹(shù)，根據(jù)等級(jí)劃分存儲(chǔ)25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電位器和濾波器的音頻均衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻各頻段的靈活均衡調(diào)節(jié)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述如何使用線段樹(shù)解決區(qū)間最值更新問(wèn)題，分析其時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）論述如何使用遞歸算法實(shí)現(xiàn)斐波那契數(shù)列的計(jì)算，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）論述如何使用線段樹(shù)解決動(dòng)態(tài)區(qū)間最大值問(wèn)題，給出更新和查詢(xún)的方法。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉搜索樹(shù)中，如何刪除一個(gè)只有左子樹(shù)或只有右子樹(shù)的節(jié)點(diǎn)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在有序數(shù)組中查找兩個(gè)數(shù)之和等于給定值的所有組合，輸出組合。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，判斷給定的二叉樹(shù)是否為完全二叉樹(shù)，并輸出判斷結(jié)果。3、（本題5分）利用隊(duì)列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)打印機(jī)任務(wù)管理系統(tǒng)，模擬打印任務(wù)的排隊(duì)和打印順序。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在有序鏈表中插入一個(gè)元素，保持鏈表的有序性，分析其時(shí)間復(fù)雜度。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，采用選擇排序?qū)W(xué)生的體育成績(jī)進(jìn)行從高到低的排序。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某在線招聘網(wǎng)站需要記錄職位信息和求職者的簡(jiǎn)歷信息。職位信息包括職位ID、職位名稱(chēng)、公司名稱(chēng)、工作地點(diǎn)、薪資范圍等，簡(jiǎn)歷信息包括求職者ID、姓名、聯(lián)系方式、教育背景、工作經(jīng)歷等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，能夠快速匹配職位和簡(jiǎn)歷、查詢(xún)特定職位和求職者信息、更新職位狀態(tài)和簡(jiǎn)歷內(nèi)容，并統(tǒng)計(jì)熱門(mén)職位。2、（本題10分）在一個(gè)在線論壇的帖子管理系統(tǒng)中，帖子有不同的主題、發(fā)布者、發(fā)布時(shí)間、回復(fù)數(shù)量等屬性。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)帖子信息，支持帖子的發(fā)布、刪除、置頂