學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)安康職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編程實(shí)踐》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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)數(shù)字鎖相環(huán)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的相位跟蹤和鎖定，給出電路設(shè)計(jì)和性能分析。2、平衡二叉樹是為了改進(jìn)二叉搜索樹在某些情況下退化為鏈表的情況而設(shè)計(jì)的。AVL樹是一種常見的平衡二叉樹，通過旋轉(zhuǎn)操作來(lái)保持樹的平衡。當(dāng)在AVL樹中插入一個(gè)新節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致失衡時(shí)，可能需要進(jìn)行單旋轉(zhuǎn)或雙旋轉(zhuǎn)操作來(lái)恢復(fù)平衡。以下關(guān)于AVL樹旋轉(zhuǎn)操作的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.旋轉(zhuǎn)操作可以保持二叉樹的性質(zhì)B.旋轉(zhuǎn)操作的目的是調(diào)整節(jié)點(diǎn)的位置，使樹重新平衡C.單旋轉(zhuǎn)和雙旋轉(zhuǎn)操作一定能使樹的高度降低D.旋轉(zhuǎn)操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于SiC器件的高效功率轉(zhuǎn)換器，輸入電壓為48V，輸出電壓為12V/10A，給出電路拓?fù)浜托阅軆?yōu)勢(shì)。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，闡述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜屯ㄐ艆f(xié)議。5、在樹的遍歷方式中，前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷是常見的三種方式。對(duì)于這三種遍歷方式，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.前序遍歷首先訪問根節(jié)點(diǎn)，然后遞歸地遍歷左子樹和右子樹B.中序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹，然后訪問根節(jié)點(diǎn)，最后遞歸地遍歷右子樹C.后序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹和右子樹，然后訪問根節(jié)點(diǎn)D.對(duì)于同一棵樹，無(wú)論采用哪種遍歷方式，得到的節(jié)點(diǎn)序列都是相同的6、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的說法，正確的是：（）A.歸并排序?qū)?shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并，合并過程比較復(fù)雜B.歸并排序在任何情況下的時(shí)間復(fù)雜度都是O(n^2)，效率較低C.歸并排序不是一種穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的順序D.歸并排序的空間復(fù)雜度較低，不需要額外的輔助空間7、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器參數(shù)優(yōu)化電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號(hào)的特點(diǎn)自動(dòng)優(yōu)化濾波器的參數(shù)，提高音頻質(zhì)量。8、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中的移位寄存器應(yīng)用系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)緩存和串行并行轉(zhuǎn)換。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于LTC3862的降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器，輸入電壓為12V，輸出電壓為5V/3A，給出電路設(shè)計(jì)和效率分析。10、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Zigbee技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的采集和傳輸，描述節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件通信協(xié)議。13、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字圖像加密和解密系統(tǒng)，采用加密算法保證圖像安全，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和加密效果評(píng)估。14、在一個(gè)需要對(duì)大量整數(shù)進(jìn)行排序的場(chǎng)景中，如果內(nèi)存空間有限，不能一次性容納所有數(shù)據(jù)，以下哪種排序算法可能是最合適的？（）A.冒泡排序，簡(jiǎn)單但效率低，不適合大數(shù)據(jù)量B.快速排序，通常在內(nèi)存中進(jìn)行，不適合內(nèi)存受限情況C.歸并排序，可以采用外部排序的方式處理大數(shù)據(jù)量D.插入排序，適用于少量數(shù)據(jù)，不適合大規(guī)模數(shù)據(jù)15、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器噪聲抑制電路，能夠降低放大器的噪聲水平，提高音頻質(zhì)量。16、設(shè)計(jì)一個(gè)帶通有源濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶增益為5倍，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-2kHz。17、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器保護(hù)電路，能夠在功放出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)切斷電源，保護(hù)揚(yáng)聲器和功放電路。18、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓為+5V、+12V和-12V，最大輸出電流為1A，電壓調(diào)整率小于1%，負(fù)載調(diào)整率小于5%。19、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻開關(guān)電源，輸出電壓為24V/10A，效率不低于85%，給出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇和元件參數(shù)計(jì)算。20、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，棧和隊(duì)列常用于表達(dá)式求值。假設(shè)我們要計(jì)算一個(gè)算術(shù)表達(dá)式的值。以下關(guān)于表達(dá)式求值的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式后，使用?？梢苑奖愕剡M(jìn)行求值計(jì)算B.后綴表達(dá)式求值時(shí)，遇到操作數(shù)入棧，遇到操作符則對(duì)棧頂元素進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算C.棧在表達(dá)式求值中主要用于保存操作數(shù)和中間結(jié)果D.無(wú)論表達(dá)式的復(fù)雜程度如何，使用棧和隊(duì)列進(jìn)行求值的效率都是相同的21、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)三相交流逆變器，將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)等負(fù)載。22、在一棵二叉樹中，如果度為2的節(jié)點(diǎn)有10個(gè)，那么度為0的節(jié)點(diǎn)數(shù)量可能是（）A.10B.11C.9D.無(wú)法確定23、運(yùn)用集成電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一款用于智能手機(jī)的電源管理集成電路（PMIC），優(yōu)化電池續(xù)航能力。24、假設(shè)正在開發(fā)一個(gè)操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理模塊，需要有效地分配和回收內(nèi)存空間，并且能夠快速查找空閑的內(nèi)存塊。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的選擇？（）A.二叉搜索樹，存儲(chǔ)內(nèi)存塊的信息B.鏈表，記錄內(nèi)存塊的使用情況C.哈希表，快速定位空閑內(nèi)存塊D.數(shù)組，直接分配和管理內(nèi)存25、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的擾碼生成和解擾電路，分析擾碼對(duì)信號(hào)頻譜的影響。26、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)資源分配系統(tǒng)，需要管理有限的資源，并根據(jù)請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)和時(shí)間進(jìn)行分配。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持資源的分配和管理？（）A.最小堆，獲取最小優(yōu)先級(jí)的請(qǐng)求B.最大堆，處理最高優(yōu)先級(jí)的請(qǐng)求C.鏈表，順序分配資源D.數(shù)組，通過索引分配資源27、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對(duì)于歸并排序的過程和特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.歸并排序?qū)?shù)組不斷地分成兩半，分別進(jìn)行排序，然后將排序好的兩部分合并起來(lái)B.歸并排序在任何情況下的時(shí)間復(fù)雜度均為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保持相同元素的相對(duì)順序D.歸并排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)，性能不如快速排序和冒泡排序28、設(shè)計(jì)一個(gè)液晶顯示器（LCD）的驅(qū)動(dòng)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的清晰顯示，具有對(duì)比度調(diào)節(jié)功能。29、二分查找是一種在有序數(shù)組中進(jìn)行查找的高效算法。以下關(guān)于二分查找的描述，錯(cuò)誤的是（）A.每次將查找范圍縮小一半，逐步逼近目標(biāo)元素B.二分查找的時(shí)間復(fù)雜度為O(log?n)C.二分查找要求數(shù)組必須是有序的，且只能用于數(shù)組，不能用于鏈表D.二分查找在所有情況下都比順序查找快30、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)的頻率跟蹤系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)跟蹤輸入信號(hào)的頻率變化，并輸出與之同步的信號(hào)。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某物流企業(yè)的貨物跟蹤系統(tǒng)需要記錄貨物的發(fā)貨地、收貨地、運(yùn)輸路徑、當(dāng)前位置、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)時(shí)更新貨物運(yùn)輸狀態(tài)，支持按發(fā)貨地、收貨地等條件進(jìn)行查詢，能夠及時(shí)處理運(yùn)輸過程中的異常情況。2、（本題5分）一個(gè)在線教育平臺(tái)需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、課程選擇和學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行管理。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，以便能夠快速地查詢學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、分析課程的受歡迎程度，并為學(xué)生推薦合適的課程。3、（本題5分）一個(gè)在線投票系統(tǒng)需要對(duì)投票項(xiàng)目和投票人的選擇進(jìn)行管理。投票項(xiàng)目信息包括項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目名稱、選項(xiàng)等，投票人信息包括投票人編號(hào)、選擇的選項(xiàng)等。這些信息以線段樹的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計(jì)某個(gè)投票項(xiàng)目各個(gè)選項(xiàng)的票數(shù)；（2）新增一個(gè)投票項(xiàng)目；（3）修改投票人的選擇；（4）查詢票數(shù)最多的選項(xiàng)。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）一個(gè)電商倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)需要記錄貨物的入庫(kù)時(shí)間、存放位置、數(shù)量和保質(zhì)期等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化貨物的存儲(chǔ)和查找，及時(shí)處理過期貨物和庫(kù)存盤點(diǎn)。5、（本題5分）一個(gè)健身房的會(huì)員管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)會(huì)員信息，如會(huì)員編號(hào)、會(huì)員姓名、會(huì)員類型、會(huì)員期限、消費(fèi)記錄等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定會(huì)員、按照消費(fèi)金額對(duì)會(huì)員進(jìn)行排序、新增會(huì)員、修改會(huì)員信息以及刪除會(huì)員。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述AVL樹的平衡調(diào)整操作對(duì)樹的結(jié)構(gòu)和性能的長(zhǎng)期影響。2、（本題5分）解釋關(guān)鍵路徑的概念和求解方法，說明其在項(xiàng)目管理和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的作用，并舉例說明如何計(jì)算關(guān)鍵路徑。3、（本題5分）論述跳表的空間復(fù)雜度分析，以及如何在空間和時(shí)間