吉林建筑大学《数据结构B》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页吉林建筑大学《数据结构B》

2021-2022学年第一学期期末试卷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、采用模拟电子技术设计一个运算跨导放大器（OTA），给出其性能特点和应用场景。2、对于一个具有n个节点的二叉搜索树，其平均查找长度的期望值在什么量级？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)3、根据数字信号处理理论，设计一个图像锐化处理系统，增强图像的边缘和细节信息。4、设计一个基于PLC的热电厂锅炉控制系统，实现对锅炉水位、蒸汽压力、温度等参数的自动控制。5、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6、设计一个数字信号调制解调多模式电路，能够支持多种调制解调方式，提高通信的灵活性。7、设计一个简单的无线充电系统，输出功率为5W，效率不低于70%，说明系统原理和关键部件。8、设计一个数字信号处理中IIR滤波器和FIR滤波器的性能比较方案，在相同条件下分析滤波效果和资源消耗。9、利用锁相环技术设计一个频率合成器，能够输出稳定的、可调节的频率信号，给出频率合成器的整体架构和各部分的详细设计。10、设计一个基于运算放大器的求和放大器电路，能够实现多个输入信号的加权求和。11、设计一个基于ARM处理器的嵌入式系统，实现特定的功能，如数据采集、处理和传输，描述系统的硬件架构和软件编程思路。12、设计一个基于蓝牙mesh技术的智能照明控制系统，能够实现多个灯具的分组控制和场景切换。13、设计一个基于Arduino的智能宠物喂食器，能够根据设定的时间和食量自动为宠物投放食物，并通过手机APP进行远程控制和监控。14、树的存储方式有多种，如双亲表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法等。假设要快速找到一个节点的父节点，以下哪种存储方式可能最为合适？（）A.双亲表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式效果相同15、设计一个基于运算放大器的电压比较器电路，能够比较两个输入电压的大小，并输出高低电平信号。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如递归函数的实现、深度优先搜索的辅助结构等，并说明其原理。2、（本题5分）解释如何在一个具有n个元素的堆中，进行插入操作，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）详细说明如何在二叉搜索树中查找第k小的元素，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某银行的账户管理系统需要存储客户的账户信息，如账户号码、客户姓名、余额、交易记录等。设计合适的数据结构来实现账户的开户、销户、存款、取款、转账等操作，同时能够快速查询账户余额和交易明细，保障账户数据的安全性和准确性。2、（本题5分）一个社交网络平台需要管理用户之间的好友关系。好友关系以邻接表的形式存储在图结构中。请设计算法实现以下功能：（1）判断两个用户是否为好友；（2）找出某个用户的所有好友；（3）计算某个用户的好友度数；（4）找出共同好友最多的两个用户。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）一个图书馆的读者借阅管理系统需要存储读者的借阅信息，包括读者编号、读者姓名、借阅图书编号、借阅日期、应还日期等。系统要支持快速查找读者的借阅记录、按照应还日期对借阅记录进行排序、新增借阅、归还图书操作。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）某学校的图书馆管理系统需要记录大量的图书信息，包括图书编号、书名、作者、出版社、出版年份、馆藏数量、借阅状态等。请为该系统设计数据结构，能够快速查找特定图书、按作者或出版社分类查询、统计热门图书，并支持新书的入库和旧书的删除操作。5、（本题5分）某医院的病历管理系统需要对患者的病历信息进行高效存储和检索。病历信息包括患者编号、姓名、病症、治疗方案、主治医师等。考虑使用B树或B+树来存储这些信息。请设计数据结构并实现以下功能：（1）插入一个新的病历；（2）删除一个指定的病历；（3）根据患者编号快速查找病历；（4）按病症对病历进行排序并输出。分析所设计数据结构和算法的性能。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个数据结构，用于存储