武汉设计工程学院《数据结构课程设计》2022-2023学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页武汉设计工程学院《数据结构课程设计》

2022-2023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一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、插入排序也是一种常见的排序算法。以下关于插入排序的叙述，不正确的是：（）A.插入排序将待排序的元素插入到已排序的部分中合适的位置B.插入排序在平均情况下的时间复杂度为O(n^2)C.插入排序是一种不稳定的排序算法D.插入排序对于小规模数据的排序效果较好2、设计一个基于FPGA的数字信号解调系统，能够实现对ASK、FSK、PSK等调制信号的解调。3、设计一个简单的数字示波器的触发电路，能够准确捕捉输入信号的特定特征，阐述触发电路的原理和设计。4、设计一个基于无线传感器网络的农田环境监测系统，监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数，实现数据的汇聚和远程传输。5、设计一个基于蓝牙低能耗（BLE）技术的健康监测设备，能够采集人体生理参数（如心率、血压等）并传输到手机端。6、设计一个数字鉴相器，能够测量两个输入信号的相位差，精度达到1度，给出电路结构和工作原理。7、设计一个图像处理中的边缘检测算法，并在实际图像上进行测试和优化，分析算法的复杂度和准确性。8、以下哪种数据结构适合用于实现LRU（最近最少使用）页面置换算法？（）A.队列B.栈C.哈希表D.双向链表9、设计一个数字信号处理器（DSP）音频处理电路，能够实现音频信号的混音、特效等处理功能。10、AVL树是一种平衡二叉搜索树。假设我们正在使用一个AVL树。以下关于AVL树的描述，哪一项是不准确的？（）A.AVL树通过旋转操作保持左右子树的高度差不超过1，从而保证平衡B.插入和删除节点后，可能需要进行多次旋转操作来恢复AVL树的平衡C.AVL树的查找、插入和删除操作的时间复杂度在最坏情况下均为O(logn)D.AVL树的空间复杂度比普通二叉搜索树高很多，不适合在内存受限的环境中使用11、设计一个基于单片机的智能车库门控制系统，能够实现车库门的自动开关、远程控制和防夹保护功能。12、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。13、在数据结构的优化中，利用缓存局部性原理可以提高性能。以下关于缓存局部性原理的描述，错误的是：（）A.时间局部性指的是最近被访问过的数据在不久的将来很可能再次被访问B.空间局部性指的是相邻的数据很可能在短时间内被一起访问C.利用缓存局部性原理可以通过合理的数据布局和访问顺序来提高缓存命中率D.缓存局部性原理只适用于硬件层面的优化，对软件中的数据结构设计没有影响14、根据通信网络原理，设计一个校园无线网络覆盖方案，确保校园内各个区域都能稳定接入无线网络。15、在数据结构中，栈是一种特殊的线性表，遵循先进后出的原则。假设一个程序需要对一系列操作进行逆序处理，例如计算表达式的值或者实现函数调用的嵌套。以下哪种应用场景最适合使用栈这种数据结构（）A.按照优先级对任务进行排序B.存储一组无序的整数并进行快速查找C.模拟浏览器的前进和后退功能D.实现一个优先队列16、设计一个数字音频的多声道处理系统，如5.1声道或7.1声道，实现音频的空间定位和效果增强。17、设计一个基于光电二极管的光强度测量系统，能够实时测量环境光的强度，并将数据进行显示和存储。18、设计一个太阳能路灯控制器电路，能够根据环境光照强度自动控制路灯的开关，并且具有过充过放保护功能。19、根据传感器原理，设计一个用于火灾预警的烟雾传感器系统，能够及时发出报警信号。20、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。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）链表的选择排序有哪些步骤？请详细描述其实现过程。2、（本题5分）详细解释在一个具有n个元素的二叉树中，如何通过前序遍历计算二叉树的高度。3、（本题5分）论述伸展树在频繁插入和删除交替情况下的性能表现和优化方向。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，使用栈来判断一个表达式中的括号是否匹配，若不匹配，指出错误位置。2、（本题5分）设计一个跳表，实现插入、查找、删除操作，并分析其在不同数据规模下的性能。3、（本题5分）设计一个算法，利用二叉搜索树存储学生的社团活动参与情况，能够快速查找特定社团的参与学生。4、（本题5分）构建一个算法，在一个有向图中找出所有以给定顶点为终点的路径。5、（本题5分）设计一个算法，在一个无向图中找出所有与指定顶点距离不超过k的顶点。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某医院的体检管理系统需要记录体检项目、体检人员信息、体检结果和建议等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现体检项目的设置，体检人员信息的录入，体检结果的存储和分析，以及个性化的体检建议生成，并能够快速查询和统计体检数据。2、（本题10