裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁贛南衛(wèi)生健康職業(yè)學院《數(shù)據結構綜合實踐》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、設計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)圖像縮放、旋轉、灰度變換等基本操作。2、設計一個基于STM8S的智能家電控制器，能夠實現(xiàn)遠程控制和智能場景切換，給出硬件電路和通信協(xié)議。3、對于一個具有n個節(jié)點的完全二叉樹，其葉子節(jié)點的個數(shù)大約為？（）A.n/2B.n/4C.log2nD.n/2-14、設計一個基于FPGA的交通信號燈控制系統(tǒng)，能夠根據不同的時間段和交通流量自動調整信號燈的時長，同時具備故障檢測和報警功能，提供硬件描述語言代碼和仿真結果。5、設計一個數(shù)字圖像處理中彩色圖像和灰度圖像的轉換和處理系統(tǒng)，分析處理效果。6、利用數(shù)字邏輯電路設計一個數(shù)字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率，給出測量精度和范圍。7、哈夫曼樹是一種特殊的帶權路徑長度最短的二叉樹，在數(shù)據壓縮等領域有重要應用。以下關于哈夫曼樹的描述，不準確的是：（）A.哈夫曼樹的構建過程基于貪心算法，每次選擇權值最小的兩個節(jié)點合并B.通過哈夫曼樹可以為字符編碼，實現(xiàn)數(shù)據的高效壓縮C.哈夫曼樹的帶權路徑長度是所有葉子節(jié)點的權值乘以路徑長度之和D.不同的字符集和權值分布會得到相同的哈夫曼樹結構8、采用模擬電子技術設計一個電壓基準源，提供穩(wěn)定的參考電壓，具有低溫度系數(shù)和高電源抑制比。9、設計一個基于D/A轉換器的方波信號發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為100Hz-10kHz，占空比可調。10、對于一個具有n個節(jié)點的AVL樹，其平均查找長度的量級為？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)11、設計一個基于單片機的水位控制系統(tǒng)，能夠自動控制水泵的啟停，保持水位在設定范圍內。12、設計一個數(shù)字圖像處理中的圖像復原系統(tǒng)，針對特定退化模型進行復原，評估復原效果。13、設計一個高速數(shù)據傳輸系統(tǒng)，采用USB3.0接口，傳輸速率達到5Gbps，說明硬件選型和驅動開發(fā)。14、設計一個基于PLC的自動化倉儲系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)貨物的自動入庫、出庫、存儲和檢索，提高倉儲效率。15、在一個數(shù)據壓縮算法中，需要構建一個頻繁出現(xiàn)的字符或字符串的編碼表。以下哪種數(shù)據結構適合存儲這種編碼信息，以便快速查找和使用？（）A.哈希表B.二叉樹C.堆D.圖16、設計一個基于ADC和微控制器的水質監(jiān)測系統(tǒng)，能夠測量pH值、溶解氧、電導率等水質參數(shù)。17、在一個人工智能的模型訓練過程中，需要存儲和處理大量的訓練數(shù)據和參數(shù)，并能夠快速地進行迭代和優(yōu)化。為了支持高效的模型訓練，以下哪種數(shù)據結構和技術可能是最常用的？（）A.張量和并行計算B.鏈表和串行計算C.棧和遞歸計算D.隊列和分布式計算18、設計一個高通濾波器，采用有源濾波器設計，截止頻率為5kHz，通帶增益為1，阻帶衰減大于40dB，給出電路參數(shù)和性能測試。19、設計一個基于PLC的制藥廠反應釜控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對反應溫度、壓力、攪拌速度等參數(shù)的精確控制。20、設計一個基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)正反轉、調速和定位控制功能。21、設計一個基于光電編碼器的電機位置測量系統(tǒng)，能夠精確測量電機的轉動角度和位置。22、設計一個音頻均衡器，能夠對音頻信號進行10段均衡調節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器參數(shù)計算。23、設計一個太陽能路燈控制器節(jié)能電路，能夠根據環(huán)境光照強度和交通流量自動調節(jié)路燈的亮度，實現(xiàn)節(jié)能。24、設計一個基于運算放大器的有源濾波器電路，實現(xiàn)低通、高通、帶通或帶阻濾波功能，參數(shù)可調節(jié)。25、利用電力電子技術設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行有效管理和存儲。26、設計一個基于FPGA的CAN總線通信控制器，實現(xiàn)數(shù)據的收發(fā)和錯誤處理，給出硬件描述和測試方案。27、設計一個基于STM32單片機的心率監(jiān)測系統(tǒng)，能夠實時采集人體心率數(shù)據，并通過藍牙將數(shù)據傳輸?shù)绞謾CAPP進行顯示和分析。28、設計一個基于單片機的智能空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測多種污染物濃度并進行報警。29、設計一個電子血壓計數(shù)據分析電路，能夠對血壓計測量的數(shù)據進行分析和統(tǒng)計，為醫(yī)療診斷提供參考。30、在數(shù)據結構的選擇中，需要根據具體的應用場景和性能要求進行決策。假設我們要設計一個數(shù)據存儲方案。以下關于數(shù)據結構選擇的描述，哪一項是不準確的？（）A.如果需要頻繁進行插入和刪除操作，且對查找效率要求不高，可以選擇鏈表B.如果數(shù)據量較大且需要高效的查找和排序，二叉搜索樹是一個較好的選擇C.對于需要支持范圍查詢的數(shù)據，B+樹通常比二叉搜索樹更合適D.無論什么情況，選擇數(shù)據結構時只考慮操作的時間復雜度，不需要考慮空間復雜度二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個在線電影票務系統(tǒng)中，需要管理電影院信息、影片排片、座位預訂和票房統(tǒng)計等。設計一種數(shù)據結構來存儲這些信息，支持電影院和影片的添加、刪除和修改，座位的預訂和取消，票房數(shù)據的統(tǒng)計和分析，并能夠實時顯示座位的預訂情況和優(yōu)化排片策略。2、（本題5分）一個電商網站的推薦系統(tǒng)需要根據用戶的瀏覽歷史和購買行為為用戶推薦相關商品。用戶的行為數(shù)據以字符串的形式存儲，使用后綴樹來處理這些數(shù)據。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查找具有相似瀏覽歷史的用戶；（2）根據用戶的當前瀏覽行為預測可能感興趣的商品；（3）更新用戶的行為數(shù)據；（4）處理大量用戶數(shù)據時，如何優(yōu)化后綴樹的性能。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）某高校的選課系統(tǒng)需要處理學生的選課操作，確保課程容量不超員，同時滿足學生的選課需求。設計合適的數(shù)據結構和算法，實現(xiàn)選課過程的高效管理。4、（本題5分）一個在線視頻會議系統(tǒng)需要對參會人員的狀態(tài)和發(fā)言順序進行管理。參會人員信息包括人員編號、姓名、狀態(tài)（在線/離線）、發(fā)言順序等。這些信息以三元組表的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢在線參會人員名單；（2）調整參會人員的發(fā)言順序；（3）人員離線時更新狀態(tài)；（4）統(tǒng)計發(fā)言次數(shù)超過一定閾值的人員數(shù)量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。5、（本題5分）一家酒店的預訂系統(tǒng)需要記錄房間信息和預訂記錄，房間信息包括房間號、房間類型、價格、可預訂狀態(tài)，預訂記錄包括預訂ID、房間號、入住時間、退房時間、客人姓名。請設計數(shù)據結構來管理預訂數(shù)據，實現(xiàn)房間的快速預訂、取消預訂、查詢房間可用性，并統(tǒng)計不同時間段的預訂率。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明在二叉樹的平衡調整中，除了旋轉操作，還有哪些方法可以保持平衡。2、（本題5分）詳細論述在利用二叉樹進行按層遍歷的過程中，如何使用隊列實現(xiàn)，并處理空層的情況，給出具體的算法步驟和代碼實現(xiàn)。3、（本題5分）詳細解釋在一個具有n個元素的二叉樹中，如何通過前序遍歷計算二叉樹的高度。4、（本題5分）詳細說明在字符串的編碼和解碼中，如何處理不同的字符編碼標準，如ASCII