武汉商学院《数据结构与算法课程设计》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页武汉商学院《数据结构与算法课程设计》

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20个小题，每小题1分，共20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、设计一个电磁波发射与接收系统，工作频率在特定频段，能够实现一定距离内的有效通信，并分析其传播特性。2、假设在一个操作系统的内存管理中，需要动态地分配和回收内存块，并且避免内存碎片的产生。以下哪种数据结构和算法可以用于实现有效的内存管理？（）A.伙伴系统B.分页存储管理C.分段存储管理D.段页式存储管理3、二叉搜索树是一种特殊的二叉树，在查找和操作上具有一定的优势。对于二叉搜索树的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.左子树上所有节点的值均小于根节点的值，右子树上所有节点的值均大于根节点的值B.中序遍历二叉搜索树可以得到一个有序的序列C.插入、删除和查找操作在平均情况下的时间复杂度均为O(logn)，其中n是节点数量D.二叉搜索树一定是平衡的，即左右子树的高度差不超过14、当处理一个动态增长和收缩的数据集合时，例如一个不断有元素插入和删除的集合，以下哪种数据结构在空间利用和操作效率上可能表现更优（）A.数组B.链表C.哈希表D.二叉搜索树5、设计一个简单的无线充电器，能够为手机等设备进行无线充电，给出充电器的电路原理和设计参数。6、运用通信网络技术，设计一个智能工厂的5G专网方案，满足工业生产中对低延迟、高可靠通信的需求。7、在数据结构的实际应用中，可能需要对不同的数据结构进行组合和改进。以下关于数据结构组合和改进的描述，不正确的是：（）A.可以将哈希表和链表结合起来，解决哈希冲突时采用链表存储冲突元素，提高空间利用率B.可以在二叉搜索树的基础上增加平衡机制，如AVL树或红黑树，提高查找和插入的效率C.对图进行优化时，可以使用邻接多重表来代替邻接表，以减少存储空间和提高操作效率D.数据结构的组合和改进是没有限制的，可以随意创造新的数据结构，而不需要考虑其合理性和实用性8、设计一个简单的无线数据传输系统，采用Zigbee技术，实现多个节点之间的通信，描述系统的硬件组成和软件流程。9、设计一个基于数字电位器的音量调节系统，能够实现对音频信号音量的连续调节，且调节范围可设定。10、设计一个基于数字电路的交通信号灯控制系统，要求能够实现红、绿、黄三种灯的交替闪烁，并且可以根据不同时间段调整信号灯的工作模式。11、设计一个基于STM32微控制器的电机调速系统，支持PWM调速和闭环控制，实现对直流电机或步进电机的精确调速，提供控制算法和程序框架。12、设计一个基于USB3.1接口的高速数据传输系统，能够实现大数据量的快速传输，包括接口电路设计和传输协议。13、在一个大规模的社交网络分析中，需要快速找出两个用户之间的最短路径以及共同的好友。为了有效地解决这类问题，以下哪种数据结构是常用的选择？（）A.迪杰斯特拉算法使用的优先队列B.弗洛伊德算法使用的矩阵C.广度优先搜索使用的队列D.深度优先搜索使用的栈14、根据传感器原理，设计一个用于智能家居的人体红外感应系统，能够实现自动开灯、关空调等智能控制。15、设计一个低通滤波器电路，截止频率为1kHz，通带波纹小于1dB，阻带衰减大于40dB，采用无源或有源滤波器实现，并比较两者的优缺点。16、设计一个简单的触摸显示屏控制系统，能够实现触摸操作的响应和显示内容的更新，阐述硬件电路和软件驱动的实现方法。17、设计一个基于STM32的智能手环，能够监测心率、血压、运动步数等健康数据，并通过蓝牙与手机进行数据同步。18、设计一个数字通信中的多址接入方案，如CDMA，实现多个用户的同时通信，分析系统容量和干扰情况。19、设计一个基于模拟乘法器的调幅（AM）信号发生器，能够产生幅度调制的正弦波信号，并分析其调制深度和失真度。20、设计一个程控放大器，增益可在1至100倍之间程控调节，精度为1%，给出电路设计和控制逻辑。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述并查集中如何处理大规模数据的合并和查询操作。2、（本题5分）比较堆排序和选择排序在稳定性方面的差异。3、（本题5分）说明二叉树的遍历算法在二叉树的节点删除问题变种、树的结构修改问题中的应用。4、（本题5分）在一个具有n个元素的链表中，如何实现链表的反转操作，给出算法步骤和时间复杂度分析。5、（本题5分）解释如何在一个有序数组中进行二分查找的同时统计目标值出现的次数。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计后缀树在生物信息学中的具体应用算法，分析其性能。2、（本题5分）设计一个程序，使用堆结构实现对一组任务按照资源需求进行优先级排序。3、（本题5分）设计一个程序，使用链表实现对一组数据的插入、删除和遍历操作，用户可以动态地进行数据管理。4、（本题5分）构建一个算法，在一个链表中找出所有节点值的乘积为正数的连续子链表。5、（本题5分）基于Trie树结构，设计一个程序，用于快速验证手机号码的合法性。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10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10分）某高校的课程管理系统需要对课程的选课信息进行处理。选课信息包括课程编号、课程名称、授课教师、选课学生名单等。这些信息以队列和栈的组合形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按照选课先后顺序输出选课学生名单；（2）撤销某个学生的选课；（3）统计每门课程的选课人数；（4）调整选课顺序，将优先选