學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共2頁長春健康職業(yè)學院《數(shù)據(jù)結構與GS算法》2024-2025學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在一個大型的電商網(wǎng)站的商品管理系統(tǒng)中，需要快速地查找某個價格范圍內的商品信息。假設商品的價格信息已經(jīng)按照從小到大的順序存儲。以下哪種數(shù)據(jù)結構和搜索算法的組合最能高效地實現(xiàn)這個功能？（）A.二叉搜索樹和中序遍歷B.平衡二叉樹和深度優(yōu)先搜索C.有序數(shù)組和二分查找D.哈希表和隨機查找2、設計一個基于運算放大器的積分器電路，積分時間常數(shù)可調，用于對輸入信號進行積分運算。3、設計一個基于FPGA的圖像壓縮編碼系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像的高效壓縮，給出硬件設計和編碼效率分析。4、設計一個液晶顯示器（LCD）的驅動電路，能夠實現(xiàn)圖像的清晰顯示，具有對比度調節(jié)功能。5、利用電子信息工程知識，設計一個智能家居安防系統(tǒng)，包括入侵檢測、火災報警和遠程監(jiān)控等功能。6、設計一個基于數(shù)字溫度傳感器和無線傳輸模塊的冷鏈物流溫度監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測貨物運輸過程中的溫度變化。7、考慮一個表達式求值的程序，例如計算數(shù)學表達式3+(4*5)-6。為了正確地按照運算符的優(yōu)先級進行計算，以下哪種數(shù)據(jù)結構常常被用于輔助計算過程？（）A.隊列，存儲待計算的數(shù)字和運算符B.棧，用于處理運算符的優(yōu)先級C.數(shù)組，存儲表達式的各個元素D.二叉樹，構建表達式的結構8、設計一個程控交換系統(tǒng)中的呼叫處理模塊，實現(xiàn)呼叫的建立、保持和釋放功能，考慮信令交互和資源管理。9、設計一個圖像處理中的圖像壓縮率失真優(yōu)化方案，分析壓縮效率和圖像質量的平衡。10、設計一個數(shù)字電路中計數(shù)器的級聯(lián)擴展和同步控制方案，分析計數(shù)范圍和同步性能。11、設計一個基于藍牙的無線鍵盤，能夠與計算機或移動設備進行無線連接，實現(xiàn)按鍵輸入功能。12、在數(shù)據(jù)結構中，棧是一種特殊的線性表，其操作具有特定的限制。以下關于棧的描述，正確的是：（）A.棧的插入和刪除操作只能在表的一端進行，按照后進先出的原則B.?？梢栽诒淼娜我馕恢眠M行插入和刪除操作，操作靈活C.棧的存儲空間可以是不連續(xù)的，通過指針來連接各個元素D.棧的元素存儲順序和取出順序沒有必然聯(lián)系，取決于操作的隨機性13、設計一個音頻放大器，采用T類放大方式，在4Ω負載下輸出功率不小于50W，給出電路設計和電源管理。14、字符串的操作和處理在計算機編程中經(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雜度都是O(m*n)，其中m是模式串長度，n是主串長度15、利用數(shù)字電路技術，設計一個圖書館自助借還書系統(tǒng)，實現(xiàn)圖書的自動借閱、歸還和管理。16、設計一個基于藍牙技術的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)短距離設備之間的數(shù)據(jù)通信，給出系統(tǒng)的硬件和軟件設計。17、利用數(shù)字邏輯電路設計一個數(shù)字電壓表，能夠測量直流電壓并以數(shù)字形式顯示，給出測量精度和量程。18、設計一個基于運算放大器的儀表放大器電路，具有高共模抑制比和高輸入阻抗，給出電路結構和參數(shù)計算。19、在一個需要對大量整數(shù)進行排序，并且內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20、根據(jù)傳感器原理，設計一個用于火災預警的煙霧傳感器系統(tǒng)，能夠及時發(fā)出報警信號。21、設計一個基于51單片機的智能安防系統(tǒng)，能夠檢測門窗的開關狀態(tài)、人體紅外信號，并通過GSM模塊發(fā)送報警短信。22、鏈表是一種常見的鏈式存儲結構。在鏈表中，又分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表等。以下關于鏈表的敘述中，錯誤的是（）A.單鏈表中每個節(jié)點只有一個指向后繼節(jié)點的指針B.雙向鏈表中每個節(jié)點有兩個指針，分別指向前驅節(jié)點和后繼節(jié)點C.循環(huán)鏈表的尾節(jié)點指針指向頭節(jié)點，形成一個環(huán)形結構D.鏈表的插入和刪除操作在任何位置都能高效完成，時間復雜度為O(1)23、圖是一種復雜的數(shù)據(jù)結構，在圖的存儲方式中，鄰接矩陣和鄰接表是常見的方法。以下關于鄰接矩陣存儲的描述，錯誤的是（）A.適合存儲稠密圖B.存儲空間復雜度為O(V^2)，其中V是頂點數(shù)C.可以快速判斷任意兩個頂點之間是否有邊D.對于邊數(shù)較少的圖，存儲效率較高24、利用射頻技術設計一個Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點，用于采集環(huán)境數(shù)據(jù)并進行短距離傳輸。25、希爾排序是對插入排序的一種改進，以下關于希爾排序的特點，不正確的是：（）A.希爾排序通過將數(shù)組分成若干個子序列，分別進行插入排序，逐步減少增量，最終完成排序B.希爾排序的時間復雜度取決于增量序列的選擇，在某些情況下可以接近O(nlogn)C.希爾排序是一種不穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的相對順序D.希爾排序的性能優(yōu)于所有其他排序算法，適用于各種規(guī)模的數(shù)據(jù)排序二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在一個二叉樹中，如何判斷兩棵二叉樹是否相同？2、（本題5分）闡述如何在一個具有n個元素的無序數(shù)組中，使用冒泡排序算法進行排序，并分析其時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）描述二叉樹的遍歷算法在二叉樹的最大路徑和問題、樹的路徑問題變種中的應用。4、（本題5分）論述如何利用圖的深度優(yōu)先搜索算法生成圖的生成樹。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，使用冒泡排序算法對一個結構體數(shù)組進行排序，結構體包含學生的成績等信息。2、（本題5分）利用隊列結構設計一個學校運動會比賽項目報名管理系統(tǒng)，模擬報名的排隊和處理過程。3、（本題5分）設計一個算法，在一個字符串中找出最長的重復子串。4、（本題5分）設計一個程序，在二叉搜索樹中查找所有大于給定值的節(jié)點，輸出節(jié)點值。5、（本題5分）設計一個程序，判斷給定無向圖是否存在自環(huán)，輸出判斷結果。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某金融機構需要對客戶的交易記錄進行分析，以檢測異常交易行為。交易記錄包括交易時間、金額、交易類型等。設計合適的數(shù)據(jù)結構和算法，能夠快速地篩選出異常交易，并進行風險評估。2、（本題10分）一個學校的選課系統(tǒng)需要管理課程和學生的選課信息，包括課程編號、課程名稱、授課教師、選課學生名單等。系統(tǒng)要支持快速查找特定課程的選課情況、按照選課人數(shù)對課程進行排序、學生選課和退課操作。請設計合理的數(shù)據(jù)結