北京石油化工学院《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页北京石油化工学院《数据结构》

2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、随着技术的发展，新的数据结构不断涌现。以下关于新型数据结构的描述，不正确的是：（）A.新型数据结构通常是为了解决特定的问题或提高性能而提出的B.新型数据结构一定比传统数据结构更优秀，应完全取代传统数据结构C.了解新型数据结构有助于拓展思维和应对复杂的应用场景D.新型数据结构的应用需要根据具体需求进行评估和选择2、图是一种复杂的数据结构，包含顶点和边。假设存在一个无向图，顶点分别为A、B、C、D、E，边的集合为{(A,B),(A,C),(B,D),(C,D),(D,E)}。使用深度优先搜索算法从顶点A开始遍历，以下哪个遍历顺序是可能的？（）A.A-B-C-D-EB.A-C-B-D-EC.A-B-D-C-ED.A-E-D-C-B3、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的音频处理系统，能够实现音频滤波、降噪和均衡等功能，提供算法实现和代码优化思路。4、设计一个简单的语音识别系统，能够识别特定的语音指令，并执行相应的操作，说明系统架构和算法实现。5、数据结构是计算机存储、组织数据的方式。以下关于数据结构的描述，不准确的是（）A.数据结构旨在提高数据的存储效率和操作效率B.它是算法设计和分析的基础，影响着程序的性能C.数据结构只关注数据的存储，不考虑数据的处理逻辑D.常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列等6、设计一个用于电动汽车充电桩的控制系统，支持多种充电模式和计费方式，给出系统组成和控制流程。7、考虑一个物流配送系统，需要根据客户的地址和订单需求规划最优的配送路线。同时，要能够实时更新路况信息，并重新计算最优路线。在这种情况下，以下哪种数据结构和算法的组合最适合解决这个问题？（）A.迪杰斯特拉算法和邻接表B.弗洛伊德算法和矩阵C.广度优先搜索算法和链表D.深度优先搜索算法和栈8、设计一个基于锁相环的频率合成器电路，输出频率范围为100kHz-1GHz，频率分辨率不大于1kHz，相位噪声小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。9、在一个操作系统的进程调度中，多个进程需要竞争CPU资源，系统根据进程的优先级和等待时间进行调度。以下哪种数据结构可以有效地管理进程的状态和信息？（）A.红黑树，平衡存储进程数据B.链表，简单记录进程顺序C.数组，按固定顺序存储进程D.堆，根据优先级调整进程位置10、考虑一个在线考试系统，需要存储大量的试题，并能够根据试题的类型、难度等属性进行快速的检索和排序。同时，系统要支持试题的添加、修改和删除操作。在这种情况下，以下哪种数据结构可能是最佳的选择？（）A.堆，便于快速排序和获取极值试题B.字典树，适合对字符串类型的试题进行高效存储和检索C.平衡二叉树，保持平衡以提高查找效率D.环形链表，实现试题的循环展示和操作11、设计一个5V转3.3V的DC-DC降压电源模块，输出电流不小于1A，效率达到80%以上，给出原理图和PCB设计。12、利用射频技术设计一个4G通信模块，实现高速数据传输和语音通信功能。13、设计一个基于FPGA的视频图像处理系统，能够实现图像缩放、旋转、灰度变换等基本操作。14、设计一个基于FPGA的图像旋转系统，能够对图像进行任意角度的旋转。15、设计一个基于ADC的压力测量系统，测量范围为0-100MPa，精度为0.1MPa，通过串口将测量数据发送到上位机。16、图在实际应用中有着多种用途。以下关于图的应用场景的描述，错误的是：（）A.图可以用于表示社交网络中的人际关系B.图可以用于交通网络的路径规划C.图可以用于表示计算机网络中的连接关系D.图只能用于表示简单的线性关系17、设计一个基于NFC技术的近场通信系统，实现数据传输和支付功能，说明系统组成和安全机制。18、设计一个通信系统中的调制电路，能够实现对输入模拟信号的ASK调制，并分析其调制性能和频谱特性。19、设计一个基于蓝牙5.0的音频传输系统，能够实现高质量的无线音频传输，传输距离不小于20米，支持双声道。20、线段树是一种用于处理区间查询和更新的数据结构。假设我们正在使用线段树解决区间问题。以下关于线段树的描述，哪一项是不准确的？（）A.线段树通过对区间进行递归划分，建立树形结构来快速回答区间查询B.插入和删除操作在线段树中比较复杂，通常不常使用C.线段树的构建时间复杂度为O(n)，查询和更新操作的时间复杂度为O(logn)D.线段树可以用于求解区间最大值、最小值、和等问题21、在排序算法中，冒泡排序是一种简单的排序方法。以下关于冒泡排序的叙述中，不正确的是（）A.冒泡排序通过不断比较相邻元素并交换位置来排序B.冒泡排序在最好情况下的时间复杂度为O(n)C.冒泡排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)D.冒泡排序是一种稳定的排序算法22、设计一个射频电路中的功率放大器线性化方案，提高放大器的线性度和效率。23、AVL树是一种平衡二叉搜索树。关于AVL树的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.AVL树通过旋转操作来保持树的平衡，左右子树的高度差不超过1B.在AVL树中进行插入和删除操作后，需要通过调整来恢复平衡，时间复杂度为O(logn)C.AVL树的查找效率在最坏情况下也能保证为O(logn)D.AVL树的空间复杂度比普通二叉搜索树高，不适合存储大量数据24、设计一个基于FPGA的数字频率合成器，输出频率稳定度优于10^-6，相位噪声低于-100dBc/Hz@1kHz。25、设计一个基于无线通信模块和传感器的工业设备远程监测系统，实现设备状态的远程监控。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在数据结构中，解释顺序表和链表的存储结构特点，并比较它们在插入、删除和查找操作上的时间复杂度差异。2、（本题5分）简述哈希表的哈希冲突解决方法中开放寻址法的其他变体及适用场景。3、（本题5分）解释如何在一个二叉搜索树中进行查找操作的多线程优化，给出算法步骤和实现代码，并分析其线程安全和性能提升。4、（本题5分）论述AVL树在插入和删除操作时的平衡调整对树的整体结构的影响。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个学校的选课系统信息，包括课程信息、学生选课情况等，实现课程的选课、退课和课表生成功能。2、（本题5分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个快递公司的快递员绩效评估信息，包括送货数量、准时率等。3、（本题5分）设计一个算法，在一个整数数组中找出第k小的元素。4、（本题5分）使用图的拓扑排序算法，设计一个程序，安排课程的先后顺序，确保先修课程先完成。5、（本题5分）设计一个程序，使用图的数据结构表示交通流量图，实现路口拥堵情况的分析和最优路径的推荐功能。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个学校的实验室设备管理系统需要存储设备的信息，如设备编号、设备名称、设备类型、购买日期、使用状态等。系统要支持快速查找特定设备、按照购买日期对设备进行排序、新增设备、维修设备、报废设备。请确定恰当的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，以及性能优化策略。2、（本题10分）一个大型数据库系统需要对数据进行快速检索和排序。数据以红黑树的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）插入一条新的数据记录；（2）删除一条指定的数据记录