安徽科技学院《数据结构》2022-2023学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页安徽科技学院

《数据结构》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、设计一个基于数字温度传感器的温度控制系统，通过控制加热或制冷设备，使环境温度保持在设定范围内。2、树的存储结构除了常见的二叉树表示法，还有多叉树的表示方法。关于多叉树的存储方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以使用孩子兄弟表示法来存储多叉树，便于实现树的遍历和操作B.父指针数组法通过为每个节点存储指向其父节点的指针来表示多叉树C.孩子链表法为每个节点建立一个孩子链表，存储其所有孩子节点的信息D.无论采用哪种存储方式，对多叉树的操作效率都是相同的3、设计一个基于ZigBee技术的无线传感器网络节点，能够采集环境参数（如温度、湿度、光照等）并将数据传输到协调器。4、在数据结构的动态调整中，如动态数组和动态链表，需要注意一些问题。以下关于动态调整的描述，错误的是：（）A.动态数组在需要扩展时，通常需要重新分配更大的连续内存空间，并将原数据复制过去B.动态链表在插入和删除节点时，只需要修改指针，不需要移动大量的数据，效率较高C.动态调整数据结构时，需要考虑内存分配和释放的开销，避免频繁的操作导致性能下降D.动态调整的数据结构在任何情况下都能自动适应数据的变化，不需要手动干预和优化5、插入排序也是一种常见的排序算法。以下关于插入排序的叙述，不正确的是：（）A.插入排序将待排序的元素插入到已排序的部分中合适的位置B.插入排序在平均情况下的时间复杂度为O(n^2)C.插入排序是一种不稳定的排序算法D.插入排序对于小规模数据的排序效果较好6、设计一个太阳能热水器控制器节能优化电路，能够根据天气情况和用户需求自动优化热水器的工作状态，实现节能优化。7、根据通信原理，设计一个无线传感器网络的网关设备，实现传感器数据的汇聚和转发。8、设计一个基于FPGA的数字信号滤波系统，支持在线参数调整和实时滤波，给出硬件设计和滤波算法优化。9、设计一个集成电路封装结构，满足散热、电气性能和机械强度等要求，进行封装的可靠性分析。10、设计一个基于运算放大器的音频功率放大器，能够驱动一定阻抗的扬声器，输出足够的功率且具有较小的失真。11、设计一个直流稳压电源，能够将输入的不稳定直流电压转换为稳定的输出电压，输出电压可在一定范围内调节，给出电路原理图和元件参数选择。12、对于一个经常需要在头部和尾部进行插入和删除操作的线性数据结构，假设我们正在设计一个程序来管理一个排队系统。以下哪种数据结构最为合适？（）A.栈B.队列C.双端队列D.循环队列13、设计一个基于数字锁相环的时钟同步系统，能够使多个设备的时钟保持同步，分析其同步精度和稳定性。14、设计一个基于ARMCortex-M7的电机驱动控制器，支持无刷直流电机和永磁同步电机，给出控制算法和硬件接口。15、运用电子电路知识，设计一个用于电动汽车充电桩的电源模块，提供稳定的直流输出。16、设计一个LED点阵显示屏电路，能够显示文字和图形，显示颜色为红色和绿色。17、哈希表是一种通过哈希函数将关键字映射到存储位置的数据结构。在处理哈希冲突时，常见的方法有开放地址法和链地址法。使用链地址法处理哈希冲突时，以下关于其特点的描述，正确的是：（）A.查找效率较低B.空间利用率低C.适用于哈希函数冲突较少的情况D.可以有效地处理大量的冲突18、设计一个数字温度计液位计扩展电路，能够增加温度计液位计的测量精度和稳定性，并且具有远程监测功能。19、设计一个基于运放的音频前置放大器，具有高输入阻抗、低噪声和一定的增益，用于提升音频信号质量。20、设计一个简单的直流稳压电源，输出电压为5V和12V可选，最大输出电流为1A，纹波电压小于50mV。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述AVL树的平衡调整机制，包括旋转操作的类型和实现步骤，分析AVL树与其他平衡二叉树的异同。2、（本题5分）解释并举例说明在一个具有n个元素的顺序表中，如何进行计数排序。3、（本题5分）论述在数据结构的性能分析中，如何通过实验和理论分析评估不同操作的时间和空间消耗。4、（本题5分）阐述归并排序算法的合并过程和递归实现，说明其稳定性和时间复杂度，并与其他排序算法进行比较。5、（本题5分）论述伸展树在元素插入后的调整过程和时间复杂度分析。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数据结构和算法，模拟一个电商平台的商品库存预警系统，当库存低于设定阈值时发出提醒。2、（本题5分）利用队列结构设计一个医院体检中心排队系统，模拟体检项目的排队和叫号。3、（本题5分）设计一个程序，使用插入排序算法对一个广义表进行排序。4、（本题5分）设计一个有限自动机用于字符串匹配，提高匹配速度，并与传统算法比较。5、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个在线游戏的角色属性信息，支持角色的升级和属性修改。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某城市的交通管理系统需要实时监控道路的车流量，并根据车流量调整信号灯的时间。设计一种数据结构和算法，能够快速地统计各个路段的车流量，并及时更新信号灯的控制策略。2、（本题10分）一个在线音乐制作平台需要管理用户上传的音乐作品、音效素材和项目文件。设计数据结构来优化存储和检索，方便用户创