站名：站名：年級(jí)專(zhuān)業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專(zhuān)業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫(xiě)、漏寫(xiě)或字跡不清者，成績(jī)按零分記。…………密………………封………………線(xiàn)…………第1頁(yè)，共1頁(yè)常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)綜合實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(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15個(gè)小題，每小題1分，共15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)無(wú)線(xiàn)通信模塊低功耗電路，能夠降低無(wú)線(xiàn)通信模塊的功耗，延長(zhǎng)電池壽命。2、斐波那契堆是一種可合并堆的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關(guān)于斐波那契堆的特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.支持插入、刪除最小元素和合并等操作B.在一系列操作中，某些操作的時(shí)間復(fù)雜度可以低于傳統(tǒng)堆的時(shí)間復(fù)雜度C.斐波那契堆的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度較大D.斐波那契堆在實(shí)際應(yīng)用中不如二叉堆和二項(xiàng)堆廣泛3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CAN總線(xiàn)的汽車(chē)電子控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、制動(dòng)系統(tǒng)等部件的監(jiān)測(cè)和控制。4、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線(xiàn)充電器，能夠?yàn)槭謾C(jī)等設(shè)備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電，給出充電器的電路原理和設(shè)計(jì)參數(shù)。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于NFC技術(shù)的近場(chǎng)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和支付功能，說(shuō)明系統(tǒng)組成和安全機(jī)制。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的脈沖發(fā)生器，產(chǎn)生頻率和占空比可調(diào)的方波脈沖信號(hào)，頻率范圍為1Hz-100kHz。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電位器的燈光亮度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光亮度的平滑調(diào)節(jié)和記憶功能。8、在一個(gè)需要頻繁進(jìn)行插入和刪除操作，并且數(shù)據(jù)量較大的場(chǎng)景中，如果對(duì)查找操作的要求相對(duì)較低，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.鏈表，插入和刪除操作方便，查找效率相對(duì)較低B.二叉搜索樹(shù)，查找效率較高，但插入和刪除可能導(dǎo)致樹(shù)的調(diào)整C.數(shù)組，插入和刪除操作復(fù)雜，不適合頻繁操作D.棧，不符合頻繁插入和刪除的需求9、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)光伏逆變器，將太陽(yáng)能板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并入電網(wǎng)。10、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上下運(yùn)行、樓層?？亢统d報(bào)警等功能。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像邊緣檢測(cè)、特征提取和目標(biāo)識(shí)別等功能，提供算法流程和代碼實(shí)現(xiàn)。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙4.2的智能門(mén)鎖系統(tǒng)，能夠通過(guò)手機(jī)APP進(jìn)行開(kāi)鎖操作，并記錄開(kāi)鎖記錄。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池板的最大功率跟蹤和蓄電池的充電管理。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARMCortex-M7的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，支持無(wú)刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)，給出控制算法和硬件接口。15、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器，能夠?qū)σ纛l信號(hào)進(jìn)行10段均衡調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器參數(shù)計(jì)算。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述如何使用堆優(yōu)化迪杰斯特拉算法求解單源最短路徑問(wèn)題的性能。2、（本題5分）論述在樹(shù)的平衡調(diào)整算法中，如何分析旋轉(zhuǎn)操作對(duì)樹(shù)的高度和性能的影響。3、（本題5分）解釋如何在一個(gè)帶權(quán)有向圖中計(jì)算源點(diǎn)到所有頂點(diǎn)的最長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度。4、（本題5分）什么是二叉搜索樹(shù)的插入操作的遞歸實(shí)現(xiàn)？請(qǐng)描述其實(shí)現(xiàn)過(guò)程。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）假設(shè)一個(gè)視頻網(wǎng)站需要存儲(chǔ)大量的視頻信息和用戶(hù)的觀(guān)看記錄，視頻信息包括視頻ID、視頻名稱(chēng)、時(shí)長(zhǎng)、上傳者、分類(lèi)等，觀(guān)看記錄包括用戶(hù)ID、視頻ID、觀(guān)看時(shí)間、觀(guān)看進(jìn)度等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理這些數(shù)據(jù)，能夠快速查找視頻、推薦相關(guān)視頻、統(tǒng)計(jì)視頻的觀(guān)看次數(shù)，并分析用戶(hù)的觀(guān)看偏好。2、（本題5分）某在線(xiàn)音樂(lè)教學(xué)平臺(tái)需要記錄課程信息、學(xué)生信息、學(xué)習(xí)進(jìn)度、作業(yè)完成情況等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)支持教學(xué)過(guò)程的管理，實(shí)現(xiàn)課程安排、學(xué)生學(xué)習(xí)情況跟蹤、作業(yè)批改和成績(jī)統(tǒng)計(jì)，能夠?yàn)閷W(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案。3、（本題5分）一個(gè)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)車(chē)位信息，包括車(chē)位編號(hào)、位置、是否占用、車(chē)輛牌照等。系統(tǒng)要能夠快速查找空閑車(chē)位、按照車(chē)位位置對(duì)車(chē)位進(jìn)行排序、車(chē)輛入場(chǎng)和出場(chǎng)操作、修改車(chē)位的占用狀態(tài)。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能分析。4、（本題5分）假設(shè)一個(gè)電商平臺(tái)要進(jìn)行促銷(xiāo)活動(dòng)，需要根據(jù)用戶(hù)的購(gòu)買(mǎi)歷史和瀏覽記錄為其推薦相關(guān)商品。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)用戶(hù)的行為數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)推薦算法，能夠快速為用戶(hù)生成個(gè)性化的商品推薦列表。5、（本題5分）在一個(gè)在線(xiàn)考試系統(tǒng)中，需要管理考試科目、試題、考生答案和成績(jī)等信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)考試科目的添加、刪除、查找和修改，試題的錄入和更新，考生答案的存儲(chǔ)和成績(jī)的計(jì)算，并能夠快速查詢(xún)考生的成績(jī)和排名。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）基于字典樹(shù)和平衡二叉樹(shù)的結(jié)合，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，快速查找和管理大量用戶(hù)的登錄信息。2、（本題10分）研究跳表在數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新頻繁情況下的性能優(yōu)化策略，并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。