湖北大学知行学院《数据结构》2022-2023学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页湖北大学知行学院

《数据结构》2022-2023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一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30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STM32的智能农业灌溉系统，能够根据土壤湿度、气象条件等自动控制灌溉，提供系统的硬件电路和控制策略。2、设计一个用于数控机床的位置控制系统，能够实现高精度的位置定位和运动控制，说明控制算法和驱动器配置。3、设计一个基于数字温度传感器和无线传输模块的冷链物流温度监控系统，实时监测货物运输过程中的温度变化。4、运用电子信息工程知识，设计一个智能交通信号灯自适应控制系统，根据实时交通流量调整信号灯时间。5、在一个人工智能的模型训练过程中，需要存储和处理大量的训练数据和参数，并能够快速地进行迭代和优化。为了支持高效的模型训练，以下哪种数据结构和技术可能是最常用的？（）A.张量和并行计算B.链表和串行计算C.栈和递归计算D.队列和分布式计算6、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。对于中缀表达式转后缀表达式的过程，以下描述错误的是（）A.操作数直接输出B.遇到左括号时入栈C.遇到右括号时，将栈顶元素依次弹出，直到遇到左括号D.运算符的优先级不会影响转换过程7、根据数字信号处理理论，设计一个音频频谱分析仪，能够显示音频信号的频谱分布。8、设计一个数字音频编码和解码系统，采用特定的编码算法，比较编码前后的音频质量和数据压缩率。9、设计一个简单的机器人运动控制系统，能够实现机器人的前进、后退、转弯等基本动作，并可通过遥控器进行控制。10、设计一个5V转1.8V的DC-DC降压转换器，输出电流不小于1A，效率达到90%以上，给出原理图和元件选型。11、当使用树结构来存储数据时，平衡二叉树是为了保证树的高度平衡，从而提高查找效率。假设一个平衡二叉树由于插入操作导致失衡，以下哪种调整方法可以恢复平衡（）A.旋转操作B.重新构建整棵树C.忽略失衡，继续进行操作D.以上方法都不行12、运用集成电路设计流程，设计一款用于工业控制的数字信号处理器芯片，满足实时性和高精度要求。13、设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，当有人靠近时自动开门，一段时间后自动关门。14、设计一个数字频率计高精度电路，能够实现更高精度的频率测量，精度达到±0.01Hz。15、设计一个基于单片机的水质净化设备控制系统，能够根据水质参数自动控制净化过程。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在一个具有n个元素的双向链表中，说明如何实现向前和向后的遍历，以及如何在双向链表中插入和删除节点。2、（本题5分）阐述如何使用AC自动机处理多模式字符串匹配问题，分析其原理和时间复杂度。3、（本题5分）解释如何使用桶排序对一定范围内的整数进行排序，分析其适用场景和局限性。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线订餐系统需要处理餐厅的菜单信息、用户订单、配送地址和支付状态。设计合适的数据结构和算法，实现订单的快速处理和配送优化。2、（本题5分）某医院的病历管理系统需要存储患者的病历信息，包含患者编号、姓名、性别、年龄、病症、诊断结果、治疗方案等。系统要支持快速检索特定患者的病历、按照病症的严重程度对病历进行排序、添加新的病历、删除旧病历以及更新病历内容。请选择恰当的数据结构，并详细说明如何实现这些功能，包括算法思路和代码实现，以及性能评估。3、（本题5分）某电商平台的促销活动规则管理系统需要定义不同的促销活动类型、适用商品、优惠条件、活动时间等。设计数据结构来存储和管理促销活动规则，支持活动的创建、修改、删除和查询，能够准确计算商品在活动中的优惠价格。4、（本题5分）假设一个在线健身平台需要记录用户的运动计划、运动记录和身体指标。运动计划包括计划ID、用户ID、运动项目、运动时间，运动记录包括记录ID、用户ID、运动日期、运动时长、消耗卡路里，身体指标包括指标ID、用户ID、体重、体脂率、血压。请设计数据结构来管理用户的健身数据，实现运动计划的制定和调整、运动记录的分析、身体指标的跟踪，并为用户提供个性化的健身建议。5、（本题5分）某医院的药品库存管理系统需要存储药品信息，如药品编号、药品名称、药品规格、库存数量、有效期等。系统要能够快速查找特定药品、按照库存数量对药品进行排序、进行药品的入库和出库操作、提醒即将过期药品。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现和性能分析。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）基于字典树和平衡二叉树的结合，设计一个程序，