湖南工程学院应用技术学院《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页湖南工程学院应用技术学院

《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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MAX232的串口通信电路，实现单片机与PC机之间的通信，给出电路原理图和通信协议编程。2、运用电子信息工程知识，设计一个智能电网的监控与管理系统，实现电力参数监测、故障诊断和远程控制。3、设计一个简单的数字通信系统的同步模块，实现位同步、帧同步等功能，阐述同步模块的设计和性能测试。4、设计一个基于数字电位器的灯光亮度调节系统，能够实现灯光亮度的平滑调节和记忆功能。5、设计一个数字图像处理中的目标检测系统，能够准确检测出特定目标，分析检测的准确率和实时性。6、设计一个基于光电传感器的自动化仓储货架系统，能够自动存取货物并进行库存管理。7、设计一个低通滤波器，采用椭圆滤波器设计，截止频率为200Hz，通带波纹和阻带衰减满足特定要求，给出电路参数和性能分析。8、设计一个基于ADC的数据采集卡，能够同时采集8路模拟信号，采样频率不低于100kHz，分辨率为12位。9、假设正在设计一个网络数据包过滤系统，需要根据数据包的源地址、目的地址、协议类型等信息进行快速的过滤和处理。以下哪种数据结构和算法的组合最适合实现数据包的高效过滤？（）A.决策树和分类算法B.位图和位运算C.图和最短路径算法D.数组和遍历算法10、设计一个高频功率放大器电路，工作频率在100MHz以上，输出功率不小于10W，效率不低于50%，给出电路结构和调试方法。11、在一棵二叉树中，如果度为2的节点有10个，那么度为0的节点数量可能是（）A.10B.11C.9D.无法确定12、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。13、利用数字逻辑电路设计一个密码锁控制系统，通过输入正确的密码实现开锁，具有错误输入报警功能。14、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15、设计一个模拟信号数字化系统，包括抽样、量化和编码模块，确定合适的抽样频率和量化级数，分析系统性能。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述在具有n个顶点的图中，如何使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求解每对顶点之间的最短路径，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）详细阐述B树和B+树的结构特点和区别，以及它们在数据库中的应用。3、（本题5分）详细说明在二叉树中，如何计算节点的高度和深度，以及它们之间的关系。4、（本题5分）阐述B树和B+树的结构特点和适用场景，比较它们在数据存储和查找方面的性能差异。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线教育平台需要对课程的章节内容和学生的学习进度进行管理。课程信息包括课程编号、章节标题、内容、学习进度等，学生信息包括学生编号、学习的课程等。这些信息以块状链表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个学生在某门课程中的学习进度；（2）更新学生的学习进度；（3）按照学习进度对学生进行排序；（4）统计某门课程的学习完成率。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）某城市的公交路线管理系统需要存储公交路线的信息，如路线编号、起点站、终点站、途经站点、发车时间等。系统要实现快速查找特定路线、按照路线长度对路线进行排序、新增和删除路线、修改路线的发车时间等功能。请确定合适的数据结构，并详细描述算法设计和代码实现，同时分析其时间和空间复杂度。3、（本题5分）某旅游公司的旅游线路管理系统需要存储旅游线路的信息，如线路编号、线路名称、行程安排、价格、成团人数等。系统要能够快速查找特定线路、按照价格对线路进行排序、新增旅游线路、修改线路信息、删除冷门线路。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。4、（本题5分）一个在线课程平台的作业管理系统需要记录作业信息、学生提交情况和教师批改情况。作业信息包括作业ID、课程ID、作业内容、截止时间，学生提交情况包括学生ID、作业ID、提交时间、提交内容，教师批改情况包括作业ID、批改时间、批改分数、评语。请设计数据结构来管理作业数据，实现作业的发布、提交、批改、查询，并统计学生的作业完成情况。5、（本题5分）某旅游网站需要管理大量的旅游线路信息，包括线路ID、线路名称、行程安排、景点介绍、价格、成团人数等。设计数据结构来存储这些旅游线路数据，能够快速查询特定线路、按照价格或行程天数分类、更新线路信息，并统计热门线路。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）研究伸展树在处理海量数据时的局限性，提出改进方向和设计方案。2、（本题10分）以链表为基础，设计一