湖北科技学院《数据结构与算法》2022-2023学年第一学期期末试卷

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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、设计一个音频滤波器扩展电路，能够增加滤波器的滤波类型和频率范围，并且具有自动调节功能。2、设计一个简单的程控交换机，实现若干用户之间的通话连接和切换，考虑通话质量和资源分配等问题。3、设计一个集成电路制造中光刻胶的选择和涂覆工艺优化方案，提高光刻质量。4、在链表这种数据结构中，节点通过指针相互连接。假设需要频繁地在链表的头部或中间插入和删除元素。以下哪种链表结构可能是最合适的选择（）A.单向链表B.双向链表C.循环链表D.静态链表5、设计一个基于CPLD的数字频率计，测量范围为1Hz至100MHz，精度为1Hz，给出硬件描述语言代码和测试结果。6、对于一个具有n个节点的带权无向图，使用Prim算法生成最小生成树，其时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(ne)7、设计一个基于LTC3862的降压型DC-DC转换器，输入电压为12V，输出电压为5V/3A，给出电路设计和效率分析。8、设计一个直流电机调速系统，采用PWM控制方式，实现电机的平滑调速，包括电路设计和控制算法。9、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。10、使用单片机设计一个智能血压计，能够准确测量血压值，并将数据存储和传输。11、运用电子电路知识，设计一个具有过流保护和短路保护功能的直流电源电路。12、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。13、队列也是一种常见的线性表，具有特定的特性。关于队列的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.队列遵循先进先出（FIFO）的原则，插入在队尾，删除在队头B.循环队列可以有效地解决普通队列可能出现的假溢出问题C.队列的入队和出队操作的时间复杂度均为O(n)，其中n为队列的长度D.队列在计算机操作系统的作业调度、消息缓冲等方面有广泛应用14、设计一个基于STM8的电机调速系统，采用PWM控制方式，能够实现正反转和调速功能，描述系统组成和控制算法。15、在一个需要对大量数据进行去重操作的数据处理任务中，以下哪种数据结构可以有效地帮助实现这个功能？（）A.集合B.树C.链表D.队列二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述如何使用队列实现层次遍历二叉树的操作，分析算法的步骤和时间复杂度。2、（本题5分）论述在二叉树的变形结构中，如红黑树、AVL树，如何实现节点的删除操作。3、（本题5分）深入探讨在一个具有n个元素的二叉搜索树中，如何删除一个值为x且有两个子节点的节点。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某电商平台的用户行为分析系统需要存储用户的操作记录，如用户编号、操作类型（浏览、购买、收藏、评价）、操作时间、操作对象等。系统要能够快速分析用户的行为模式、按照操作频率对用户进行分类、新增用户操作记录、删除过期记录。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。2、（本题5分）一个大型企业的人力资源管理系统需要存储员工的基本信息、工作经历、培训记录和绩效考核等。设计数据结构来组织这些数据，以便能够快速地查询员工信息、生成各类报表，并支持员工信息的更新和删除操作。3、（本题5分）某音乐播放平台需要管理大量的音乐文件信息，包括歌曲ID、歌曲名称、歌手、专辑、播放次数、下载次数等。设计数据结构来存储这些音乐信息，能够快速查找特定歌曲、按照歌手或专辑分类、更新播放和下载次数，并统计热门歌曲。4、（本题5分）一个视频网站需要管理大量的视频资源，包括视频信息、播放量、评论等。设计数据结构来优化视频的存储和检索，快速响应用户的播放请求。5、（本题5分）在一个大型企业的项目管理系统中，需要记录项目信息、任务分配和进度情况。项目信息包括项目ID、项目名称、负责人、开始时间、结束时间，任务分配包括任务ID、项目ID、责任人、任务描述，进度情况包括任务ID、完成百分比、更新时间。请设计数据结构来管理项目数据，实现项目的查询、任务的跟踪、进度的更新，并生成项目进度报告。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题1