學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁福州工商學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2》2024-2025學(xué)年第一學(xué)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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個使用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯功能的模塊，如狀態(tài)機(jī)，進(jìn)行功能仿真和綜合。2、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的動態(tài)調(diào)整中，如動態(tài)數(shù)組和動態(tài)鏈表，需要注意一些問題。以下關(guān)于動態(tài)調(diào)整的描述，錯誤的是：（）A.動態(tài)數(shù)組在需要擴(kuò)展時，通常需要重新分配更大的連續(xù)內(nèi)存空間，并將原數(shù)據(jù)復(fù)制過去B.動態(tài)鏈表在插入和刪除節(jié)點(diǎn)時，只需要修改指針，不需要移動大量的數(shù)據(jù)，效率較高C.動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，需要考慮內(nèi)存分配和釋放的開銷，避免頻繁的操作導(dǎo)致性能下降D.動態(tài)調(diào)整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在任何情況下都能自動適應(yīng)數(shù)據(jù)的變化，不需要手動干預(yù)和優(yōu)化3、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個充電樁控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對電動汽車的充電管理和保護(hù)功能。4、設(shè)計(jì)一個基于數(shù)字信號處理的音頻濾波器，實(shí)現(xiàn)對特定頻率范圍的音頻信號進(jìn)行濾波，分析濾波效果。5、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，棧是一種特殊的線性表，其操作具有特定的限制。以下關(guān)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(jìn)行，按照后進(jìn)先出的原則B.?？梢栽诒淼娜我馕恢眠M(jìn)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(jī)性6、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像縮放、旋轉(zhuǎn)、灰度化等基本操作。7、假設(shè)在一個基因序列分析程序中，需要快速比較兩個基因序列的相似性，并找出最長的公共子序列。為了實(shí)現(xiàn)這個功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法可以被應(yīng)用？（）A.動態(tài)規(guī)劃結(jié)合二維數(shù)組B.貪心算法結(jié)合鏈表C.回溯算法結(jié)合棧D.分治算法結(jié)合樹8、設(shè)計(jì)一個程控放大器，增益可在1至100倍之間程控調(diào)節(jié)，精度為1%，給出電路設(shè)計(jì)和控制邏輯。9、設(shè)計(jì)一個音頻功率放大器，采用甲類放大方式，在8Ω負(fù)載下輸出功率不小于10W，給出電路設(shè)計(jì)和熱設(shè)計(jì)。10、設(shè)計(jì)一個基于數(shù)字邏輯的搶答器系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確判斷多個選手的搶答順序，并進(jìn)行顯示和報(bào)警。11、設(shè)計(jì)一個數(shù)字頻率計(jì)數(shù)器擴(kuò)展電路，能夠?qū)㈩l率計(jì)的測量范圍擴(kuò)展到1GHz，精度為±1Hz。12、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的SPI通信接口模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)與外部設(shè)備的高速數(shù)據(jù)傳輸，給出硬件描述和測試方法。13、設(shè)計(jì)一個基于STM32的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)飛行姿態(tài)控制和導(dǎo)航功能，提供系統(tǒng)的硬件組成和控制算法。14、設(shè)計(jì)一個基于模擬移相器和濾波器的相位補(bǔ)償系統(tǒng)，改善系統(tǒng)的相位特性。15、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個無線對講機(jī)系統(tǒng)，能夠在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)清晰的語音通信。16、設(shè)計(jì)一個基于藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)的健康監(jiān)測設(shè)備，能夠采集人體生理參數(shù)（如心率、血壓等）并傳輸?shù)绞謾C(jī)端。17、設(shè)計(jì)一個基于運(yùn)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(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算。18、設(shè)計(jì)一個音頻功率放大器保護(hù)電路，能夠在功放出現(xiàn)故障時自動切斷電源，保護(hù)揚(yáng)聲器和功放電路。19、插入排序也是一種簡單的排序算法，它將未排序的元素逐個插入到已排序的部分中。在平均情況下，插入排序的時間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)20、插入排序在小型數(shù)據(jù)集上表現(xiàn)較好。以下關(guān)于插入排序的描述，不正確的是（）A.將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序的平均時間復(fù)雜度為O(n2)，但在近乎有序的情況下性能較好C.插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.插入排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時效率很高21、設(shè)計(jì)一個溫度傳感器校準(zhǔn)電路，能夠?qū)囟葌鞲衅鬟M(jìn)行校準(zhǔn)，提高測量精度。22、考慮哈希表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它通過哈希函數(shù)將鍵映射到存儲位置。假設(shè)需要快速查找和插入大量的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)的分布比較均勻。以下關(guān)于哈希表的負(fù)載因子，哪個說法是正確的（）A.負(fù)載因子越大，哈希表的性能越好B.負(fù)載因子越小，哈希表的性能越好C.負(fù)載因子對哈希表的性能沒有影響D.負(fù)載因子應(yīng)根據(jù)具體情況選擇一個合適的值23、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)控家中情況，當(dāng)有異常時進(jìn)行圖像抓拍和報(bào)警。24、二叉樹的遍歷可以通過遞歸和非遞歸方式實(shí)現(xiàn)。對于中序遍歷，以下哪種非遞歸實(shí)現(xiàn)方式是常見的？（）A.使用棧來輔助B.使用隊(duì)列來輔助C.直接遍歷D.無法非遞歸實(shí)現(xiàn)25、設(shè)計(jì)一個音頻放大器電路，能夠放大輸入的音頻信號，輸出功率在10W以上，并且具有音量調(diào)節(jié)功能。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述哈希表的哈希沖突解決方法中隨機(jī)探測法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)。2、（本題5分）如何在二叉搜索樹中查找特定值的節(jié)點(diǎn)？請描述查找過程。3、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場景，如括號的嵌套深度問題、表達(dá)式的括號匹配高級問題等，并說明其原理。4、（本題5分）詳細(xì)說明如何使用非遞歸算法實(shí)現(xiàn)二叉樹的中序遍歷，分析所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法步驟。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)設(shè)計(jì)B樹中節(jié)點(diǎn)的查找算法，考慮不同的查找場景和優(yōu)化。2、（本題5分）以哈希表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個在線投票作弊檢測系統(tǒng)，能夠快速發(fā)現(xiàn)重復(fù)投票行為。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個程序，在鏈表中刪除所有值為給定值的節(jié)點(diǎn)，輸出刪除后的鏈表。4、（本題5分）研究跳表在內(nèi)存受限環(huán)境下的優(yōu)化方法和策略，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個程序，實(shí)現(xiàn)對二叉搜索樹的節(jié)點(diǎn)數(shù)量計(jì)算功能，輸入一棵二叉搜索樹輸出其節(jié)點(diǎn)數(shù)量。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲員工的基本信息，如員工編號、姓名、年齡、職位、工資等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定員工的信息、按照工資高低對員工進(jìn)行排序、新增和刪除員工記錄，并且支持對員工信息的修改。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述如何實(shí)現(xiàn)這些功能，包括算法設(shè)計(jì)和代碼實(shí)現(xiàn)，以及對性能的分析。2、（本題10分）某學(xué)校的圖書館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書信息，包括圖書編號、書名、作者、出版社、出版年份、館藏?cái)?shù)量、借閱狀態(tài)等。請為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠快速查找特定圖書、