湖南工业大学科技学院《数据结构A》2021-2022学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页湖南工业大学科技学院

《数据结构A》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、根据通信原理，设计一个数字对讲机的语音加密系统，保障通信内容的安全性。2、动态数组是一种可以动态调整大小的数组。以下关于动态数组的描述，错误的是：（）A.动态数组可以根据需要自动增加或减少存储空间B.动态数组在插入元素时可能需要重新分配内存C.动态数组的实现通常基于静态数组D.动态数组的性能一定优于静态数组3、设计一个基于热电偶的温度测量系统，能够测量较高温度范围，并对测量结果进行冷端补偿和线性化处理。4、在一个编译器的符号表实现中，需要存储变量名、类型、作用域等信息，并能够快速查找、插入和删除符号。以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.红黑树，平衡的搜索结构B.链表，动态操作方便C.栈，后进先出管理符号D.队列，先进先出处理符号5、设计一个太阳能充电控制器电路，能够对太阳能电池板的输出进行最大功率点跟踪（MPPT），并对蓄电池进行合理充电管理，给出电路原理和控制策略。6、在数据结构的存储中，稀疏矩阵有着特殊的存储方式。假设我们正在处理一个稀疏矩阵。以下关于稀疏矩阵存储的描述，哪一项是不准确的？（）A.可以使用三元组表、十字链表等方式来存储稀疏矩阵，节省存储空间B.稀疏矩阵的存储方式选择取决于矩阵的稀疏程度和操作需求C.对于频繁进行矩阵乘法的稀疏矩阵，使用压缩存储方式可能会降低效率D.无论稀疏矩阵的规模多大，使用任何存储方式的效果都相同7、在一个图的表示和处理中，如果图的边数相对较少，并且需要快速判断两个顶点之间是否存在边，以下哪种图的存储结构可能是最优的？（）A.邻接矩阵，直观表示顶点之间的关系B.邻接表，节省存储空间C.十字链表，方便进行顶点和边的操作D.边集数组，集中存储边的信息8、利用电力电子技术设计一个直流电机驱动器，实现电机的正反转、调速和制动控制。9、基于通信中的同步技术设计一个数字通信接收系统，保证数据的准确接收和同步。10、设计一个基于物联网技术的智能电表抄表系统，实现远程自动抄表和数据管理。11、在一个物流配送系统中，需要根据各个配送点的位置和货物需求，规划出最优的配送路线，以最小化运输成本和时间。以下哪种数据结构和算法常用于解决这类路径规划问题？（）A.蚁群算法使用的信息素矩阵B.模拟退火算法使用的随机数生成器C.遗传算法使用的染色体编码D.A*算法使用的优先级队列12、设计一个具有自动增益控制和动态范围压缩功能的音频处理系统，提高音频质量，给出系统设计和性能评估。13、堆是一种特殊的树形数据结构，常用于实现优先队列。在堆的操作中，以下描述错误的是（）A.大根堆中，根节点的值大于其左右子节点的值B.小根堆中，根节点的值小于其左右子节点的值C.可以通过堆排序算法对数组进行排序D.堆的插入和删除操作时间复杂度为O(n)14、利用模拟电路技术，设计一个高精度的电压基准源电路，输出电压具有极低的温度系数和长期稳定性。15、设计一个基于FPGA的图像边缘检测系统，能够对输入的灰度图像进行实时边缘检测，采用Sobel算子，给出硬件架构和Verilog代码实现。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在数据结构中，阐述线性表的顺序存储和链式存储的优缺点，并举例说明在何种情况下更适合使用哪种存储方式。2、（本题5分）解释如何在一个具有n个顶点的图中计算每个顶点的邻居顶点数量。3、（本题5分）论述在一个具有n个元素的链表中，如何实现链表节点的随机交换。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个社交媒体平台中，需要管理用户的关注关系和发布的动态信息。设计一种数据结构来存储用户之间的关注关系和动态信息，支持快速查询用户的关注者和被关注者列表，以及获取用户发布的最新动态，并能够高效地推送动态给关注者。2、（本题5分）在一个在线考试的监考系统中，需要实时记录考生的答题情况、交卷时间、是否作弊等信息。设计数据结构来保障考试的公平性和数据的准确性，支持对考生答题过程的监控和异常情况的处理。3、（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。4、（本题5分）在一个在线课程平台上，有大量的课程信息需要管理，包括课程ID、课程名称、授课教师、课程简介、学生报名列表等。设计数据结构来存储课程数据，能够快速查询特定课程、按教师或课程类型分类、添加或删除课程、更新学生报名情况，并统计每门课程的报名人数。5、（本题5分）在一个在线课程学习系统中，学生需要完成一系列的课程任务，每个任务有不同的要求和截止日期。设计数据结构来记录学生的任务完成情况，包括已完成任务、未完成任务、任务提交时间、得分等，能够实时跟踪学生的学习进度并及时提醒学生即将到期的任务。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本