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頁黑龍江冰雪體育職業(yè)學院《數(shù)據(jù)結構與數(shù)據(jù)庫》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20個小題，每小題1分，共20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GPS的定位導航系統(tǒng)，能夠實時獲取位置信息并進行路徑規(guī)劃，提供系統(tǒng)的硬件選型和軟件實現(xiàn)方案。2、設計一個基于運算放大器的音頻放大器電路，要求輸入阻抗不小于10kΩ，輸出功率不小于10W，總諧波失真小于1%。3、設計一個電子秤數(shù)據(jù)傳輸電路，能夠將電子秤的測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X或其他設備進行分析和處理。4、數(shù)據(jù)結構的實現(xiàn)可以使用多種編程語言。以下關于不同編程語言中數(shù)據(jù)結構實現(xiàn)的特點，不正確的是：（）A.C語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)結構通常需要手動管理內存B.Java中的數(shù)據(jù)結構具有自動內存管理和豐富的類庫支持C.Python中的數(shù)據(jù)結構使用簡單，但性能可能不如其他語言D.不同編程語言中數(shù)據(jù)結構的實現(xiàn)原理和效果完全相同5、在處理字符串時，KMP算法是一種改進的模式匹配算法。以下關于KMP算法的優(yōu)點，描述不正確的是（）A.避免了模式串的回溯B.時間復雜度低于樸素模式匹配算法C.不需要對主串進行預處理D.提高了模式匹配的效率6、設計一個基于ZigBee的智能農業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測土壤溫度、濕度、酸堿度等參數(shù)，并實現(xiàn)自動灌溉和施肥控制。7、假設正在設計一個程序，用于管理學生的成績信息，包括學號、姓名、各科成績等。需要支持快速插入新的學生成績、按照成績進行排序以及查找特定學生的成績。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結構組合可能是最理想的？（）A.使用鏈表存儲學生信息，再使用冒泡排序進行排序B.用數(shù)組存儲學生信息，采用快速排序算法排序C.構建二叉搜索樹來存儲學生信息，實現(xiàn)快速查找和排序D.利用哈希表存儲學生信息，不進行排序操作8、設計一個無線通信中的毫米波通信系統(tǒng)，考慮波束成形和信道估計等關鍵技術。9、設計一個LED點陣顯示屏電路，能夠顯示文字和圖形，顯示顏色為紅色和綠色。10、設計一個基于藍牙5.0的音頻傳輸系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)高品質音頻無線傳輸，給出系統(tǒng)架構和藍牙協(xié)議配置。11、設計一個基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠采集高速的模擬或數(shù)字信號，給出硬件設計和數(shù)據(jù)處理方法。12、設計一個簡單的數(shù)字示波器的觸發(fā)電路，能夠準確捕捉輸入信號的特定特征，闡述觸發(fā)電路的原理和設計。13、考慮一個在線游戲的服務器端程序，需要實時地處理多個玩家的操作請求，并維護玩家的狀態(tài)信息，如位置、得分等。由于玩家的操作頻繁且并發(fā)，數(shù)據(jù)需要快速地更新和查詢。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結構最適合用于存儲玩家的狀態(tài)數(shù)據(jù)？（）A.數(shù)組，能夠快速地隨機訪問元素B.哈希表，通過哈希函數(shù)快速定位玩家的數(shù)據(jù)C.圖，用于表示玩家之間的關系和交互D.樹狀數(shù)組，高效地支持區(qū)間查詢和更新14、設計一個基于無線通信技術的智能電表系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)遠程抄表、電量統(tǒng)計和費用計算等功能。15、運用通信網(wǎng)絡技術，設計一個遠程醫(yī)療手術示教系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構，實現(xiàn)高清視頻和數(shù)據(jù)的實時傳輸。16、設計一個基于單片機的太陽能充電控制器，能夠實現(xiàn)對太陽能電池板的最大功率跟蹤和蓄電池的充電管理。17、設計一個數(shù)字音頻處理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)音頻的采集、編碼、存儲和播放，具備一定的音頻特效處理功能。18、設計一個基于NFC技術的近場通信系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和支付功能，說明系統(tǒng)組成和安全機制。19、在一個多線程環(huán)境中，多個線程需要同時訪問和修改一個共享的數(shù)據(jù)結構。為了保證數(shù)據(jù)的一致性和線程安全，以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最合適的？（）A.線程安全的鏈表，通過加鎖機制保證并發(fā)訪問的正確性B.普通的數(shù)組，需要額外的同步機制來保證線程安全C.線程安全的哈希表，提供了內置的同步機制D.樹，結構復雜，線程安全實現(xiàn)難度較大20、設計一個基于模擬移相器和濾波器的相位補償系統(tǒng)，改善系統(tǒng)的相位特性。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述冒泡排序算法的基本思想和優(yōu)化策略，分析其在不同規(guī)模數(shù)據(jù)下的性能表現(xiàn)。2、（本題5分）詳細闡述在一個具有n個元素的堆中，如何刪除任意一個元素。3、（本題5分）解釋如何對一個鏈表進行歸并排序，包括分割鏈表和合并鏈表的具體實現(xiàn)。4、（本題5分）詳細解釋在一個具有n個元素的二叉樹中，如何通過中序遍歷判斷二叉樹是否為搜索二叉樹。5、（本題5分）論述在鏈表中如何實現(xiàn)查找、插入和刪除操作，與順序表相比，它們在時間復雜度上有何不同？三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個哈希表程序，采用開放尋址法處理哈希沖突，支持動態(tài)調整哈希表的大小。2、（本題5分）以鏈表為基礎，設計一個音樂排行榜管理系統(tǒng)，支持歌曲的上榜、下榜和排名更新。3、（本題5分）設計一個堆排序程序，對給定整數(shù)數(shù)組進行排序，分析其穩(wěn)定性和空間復雜度。4、（本題5分）設計一個數(shù)據(jù)結構和算法，模擬一個手機通訊錄管理系統(tǒng)，能夠存儲聯(lián)系人姓名、電話號碼、分組等信息，實現(xiàn)聯(lián)系人的添加、刪除、查找和分組管理功能。5、（本題5分）設計一個程序，將一個順序表中的元素逆序存儲。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線音樂平臺的歌單管理系統(tǒng)需要記錄歌單信息、歌曲列表和用戶收藏情況。歌單信息包括歌單ID、歌單名稱、創(chuàng)建者ID，歌曲列表包括歌曲ID、歌單ID，用戶收藏情況包括用戶ID、歌單ID。設計數(shù)據(jù)結構來管理歌單數(shù)據(jù)，實現(xiàn)歌單的創(chuàng)建、歌曲的添加和刪除、用戶的收藏和取消收藏，并統(tǒng)計熱門歌單。2、（本題10分）一個圖書館的圖書采購管理系統(tǒng)需要存儲采購計劃的信息，如采購編號、圖書名稱、作者、出版社、預計采購數(shù)量、采購進度等。系統(tǒng)要支持快速查找特定采購計劃、按照預計采購數(shù)量對計劃進行排