武汉生物工程学院《数据结构》2021-2022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页武汉生物工程学院

《数据结构》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一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、设计一个基于无线通信技术的智能农业灌溉控制系统，根据土壤湿度和气象条件自动控制灌溉。2、设计一个基于ADC的数据采集卡，能够同时采集8路模拟信号，采样频率不低于100kHz，分辨率为12位。3、假设正在开发一个文本编辑器，需要支持撤销和重做操作。以下哪种数据结构可以方便地实现这一功能？（）A.栈，存储操作历史B.队列，按顺序记录操作C.数组，直接存储操作信息D.二叉搜索树，快速查找操作记录4、设计一个简单的数字图像去噪系统，能够有效去除图像中的噪声，给出系统设计和去噪效果分析。5、设计一个卫星通信系统中的雨衰补偿电路，提高系统在恶劣天气条件下的通信性能。6、考虑到一个图的遍历问题，假设需要判断一个图是否存在环，并且找出所有的环。以下哪种数据结构和算法常用于解决这类问题？（）A.深度优先搜索结合栈B.广度优先搜索结合队列C.拓扑排序结合栈D.强连通分量算法结合并查集7、设计一个基于ZigBee技术的无线智能家居安防系统，能够检测门窗入侵、烟雾和燃气泄漏等情况，并及时报警，说明系统组成和网络配置。8、在一个大型的电商网站的商品管理系统中，需要快速地查找某个价格范围内的商品信息。假设商品的价格信息已经按照从小到大的顺序存储。以下哪种数据结构和搜索算法的组合最能高效地实现这个功能？（）A.二叉搜索树和中序遍历B.平衡二叉树和深度优先搜索C.有序数组和二分查找D.哈希表和随机查找9、设计一个基于微控制器的智能小车控制系统，实现小车的自动避障、循迹和速度控制等功能。10、设计一个基于ARM的工业控制系统，实现对生产过程的参数监测和控制，描述系统架构和软件界面。11、设计一个基于PLC的自动化生产线控制系统，能够实现对物料输送、加工、装配等环节的顺序控制和故障报警。12、设计一个基于LTC3862的降压型DC-DC转换器，输入电压为12V，输出电压为5V/3A，给出电路设计和效率分析。13、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。14、设计一个基于单片机的智能交通信号灯控制系统，能够根据不同时间段和交通流量自动调整信号灯的时长。15、设计一个基于无线传感器网络的智能家居系统，能够实现灯光控制、窗帘控制、家电控制等功能，给出系统的整体架构和实现细节。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在一个具有n个顶点和e条边的带权无向图中，如何使用Prim算法和Kruskal算法构建最小生成森林，比较两种算法的差异和适用场景。2、（本题5分）在一个二叉树中，如何计算其叶子结点的个数？3、（本题5分）论述如何在一个带权图中使用贝尔曼-福特算法求解单源最短路径问题。4、（本题5分）阐述后缀数组与后缀树的关系，以及它们在字符串处理中的不同应用场景。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线游戏的道具管理系统需要记录道具信息、玩家拥有情况和道具交易记录。道具信息包括道具ID、道具名称、道具描述、道具价值，玩家拥有情况包括玩家ID、道具ID、数量，道具交易记录包括交易ID、买家ID、卖家ID、道具ID、交易时间、交易价格。请设计数据结构来管理道具数据，实现道具的查询、玩家道具的管理、道具交易的处理，并统计道具的流通情况。2、（本题5分）某在线电影票务系统需要处理影片信息、场次安排、座位预订和票房统计。设计合适的数据结构和算法，实现票务销售的高效管理。3、（本题5分）一个在线教育平台需要对学生的学习成绩、课程选择和学习进度进行管理。设计数据结构来存储这些信息，以便能够快速地查询学生的学习情况、分析课程的受欢迎程度，并为学生推荐合适的课程。4、（本题5分）假设一个视频网站需要存储大量的视频信息和用户的观看记录，视频信息包括视频ID、视频名称、时长、上传者、分类等，观看记录包括用户ID、视频ID、观看时间、观看进度等。请设计数据结构来管理这些数据，能够快速查找视频、推荐相关视频、统计视频的观看次数，并分析用户的观看偏好。5、（本题5分）一个物流配送系统需要管理订单信息，订单包括订单编号、收件人姓名、收件地址、货物重量、配送状态等。系统要能够快速查找特定订单、按照货物重量对订单进行排序、插入新订单、删除已完成订单以及修改订单的配送状态。请设计合适的数据结构和算法来满足这些需求，并给出代码实现和性能分析。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个双向链表，用于存储员工的工作经历信息，包括公司名称、工作时间和职位，实现链表的遍历、插入和删除节点的功能。2、