武汉设计工程学院《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页武汉设计工程学院

《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25个小题，每小题1分，共25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、设计一个数字电路中竞争冒险现象的检测和消除电路，分析其对电路性能的改善效果。2、根据通信原理，设计一个数字电视广播发射系统，能够将视频和音频信号进行调制并发射出去。3、设计一个基于运算放大器的差分放大器电路，共模抑制比不小于80dB，用于放大差分信号并抑制共模干扰。4、在数据结构的应用中，假设需要存储和操作一个学生成绩的集合，并且能够快速查找某个学生的成绩、计算平均成绩等操作。以下哪种数据结构可能是最合适的（）A.栈B.队列C.二叉搜索树D.哈希表5、设计一个光通信收发系统，包括光源的驱动电路、光探测器的接收电路以及信号处理电路，评估系统的性能指标。6、设计一个基于Wi-Fi技术的无线视频监控系统，实现视频的采集、传输和实时观看，描述系统的硬件组成和软件实现。7、假设正在设计一个数据库的索引结构，需要支持快速的等值查询、范围查询和排序操作。在这种情况下，以下哪种索引结构可能是最优的选择？（）A.B树索引，平衡树结构，适用于多种查询B.哈希索引，快速等值查询，但不支持范围查询C.位图索引，适合处理布尔值属性的查询D.全文索引，用于文本内容的搜索8、设计一个5V转±12V的DC-DC电源转换电路，输出电流不小于0.5A，给出原理图和元件选型。9、设计一个基于模拟乘法器的乘法型数模转换器（DAC），分析其性能和误差。10、设计一个基于深度学习的数字图像分类系统，分析模型的准确性和泛化能力。11、设计一个基于LDO的低压差线性稳压器，输出电压为3.3V，最大输出电流为1A，给出电路原理图和性能分析。12、利用射频电路设计一个卫星通信接收前端，包括低噪声放大器、下变频器等部分，给出性能指标和实现方案。13、假设要实现一个可以快速查找两个节点之间是否存在路径的图数据结构。以下哪种表示方法和搜索算法的组合最适合？（）A.邻接矩阵和深度优先搜索B.邻接表和广度优先搜索C.邻接矩阵和广度优先搜索D.邻接表和深度优先搜索14、设计一个简单的直流稳压电源，输出电压为+5V、+12V和-12V，最大输出电流为1A，电压调整率小于1%，负载调整率小于5%。15、设计一个基于ARM的嵌入式图像识别系统，能够对特定目标进行识别和分类，阐述系统的硬件架构和算法实现。16、设计一个音频均衡器扩展电路，能够增加均衡器的频段数量和调节精度，并且具有预设模式。17、设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，当有人靠近时自动开门，一段时间后自动关门。18、设计一个射频电路中的滤波器性能优化方案，包括带宽、插入损耗和带外抑制等指标。19、设计一个基于FPGA的数字频率合成器，输出频率稳定度优于10^-6，相位噪声低于-100dBc/Hz@1kHz。20、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。21、设计一个用于智能音箱的语音处理模块，能够实现语音唤醒、识别和合成，给出系统架构和算法实现。22、设计一个基于传感器网络的智能温室控制系统，能够精确控制温室内的环境参数，提高作物产量。23、树是一种非线性数据结构，具有层次关系。以下关于树的描述，不正确的是：（）A.二叉树的每个节点最多有两个子节点，分为左子节点和右子节点B.二叉搜索树的左子树中的节点值小于根节点值，右子树中的节点值大于根节点值，便于快速查找、插入和删除C.平衡二叉树通过自动调整保持树的平衡，提高了查找效率，但插入和删除操作相对复杂D.树的遍历方式包括前序遍历、中序遍历和后序遍历，且每种遍历方式的时间复杂度都是相同的，与树的结构无关24、哈夫曼树是一种最优二叉树，常用于数据压缩。以下关于哈夫曼树的特点，错误的是（）A.带权路径长度最小B.没有度为1的节点C.权值越大的节点离根节点越近D.哈夫曼树的构建过程是唯一的25、利用数字逻辑电路设计一个交通流量统计系统，能够对道路上的车辆数量进行实时统计和分析。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）比较冒泡排序和快速排序在不同规模数据下的性能表现，并分析原因。2、（本题5分）详细阐述如何在一个具有n个元素的无序链表中，使用归并排序算法进行排序，给出算法步骤和时间复杂度分析。3、（本题5分）论述在一个具有n个顶点的有向图中，如何计算强连通分量。4、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如表达式的前缀、中缀、后缀转换等，并说明其原理。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）基于AVL树和广度优先搜索算法，设计一个程序，在一个社交网络中找出某个用户的所有二度好友。2、（本题5分）设计一个程序，判断给定图中两个顶点是否在同一个连通分量中，输出判断结果。3、（本题5分）设计一个大根堆，用于管理电商平台的商品库存，能够根据销量对商品进行排序，实现商品的入库、出库和库存查询功能。4、（本题5分）实现一个算法，对一个矩阵进行顺时针旋转90度。5、（本题5分）设计一个程序，用平衡二叉树存储股票的价格数据，实现快速的价格查询和更新操作。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某在线图书馆的图书借阅系统需要记录图书的借阅者、借阅时间、应还时间、是否逾期等信息。设计数据结构来管理图书借阅情况，支持借阅、归还、续借等操作，能够及时提醒借阅者归还图书并统计图书的借阅频率。2、（本题10分）在一个在线电影票务系统中，需要管理电影院信息、影片排片、座位预订和票房统计等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持电影院和影片的添加、删除和修改，座位的预订和取消，票