西安航空学院《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页西安航空学院《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一、单选题（本大题共30个小题，每小题1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、设计一个基于CPLD的数字频率计，测量范围为1Hz至100MHz，精度为1Hz，给出硬件描述语言代码和测试结果。2、已知一个带权无向图的顶点集合为{V1,V2,V3,V4,V5}，其对应的邻接矩阵如下：（）|024∞∞||2013∞||41021||∞3205||∞∞150|使用Prim算法构造最小生成树，首先被选中的边是？A.(V1,V2)B.(V2,V3)C.(V3,V5)D.(V2,V5)3、设计一个简单的数字音频解码器，能够解码常见的音频格式如MP3、WAV等，给出硬件设计和解码算法。4、设计一个音频放大器电路，能够放大输入的音频信号，输出功率在10W以上，并且具有音量调节功能。5、设计一个基于USBType-C接口的电源传输系统，支持PD快充协议，能够提供不同的电压和电流输出，给出硬件设计和协议实现。6、利用通信技术，设计一个无线传感器网络节点，能够采集环境数据并通过无线网络将数据传输到汇聚节点。7、设计一个基于运算放大器的音频放大器电路，要求输入阻抗不小于10kΩ，输出功率不小于10W，总谐波失真小于1%。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、快速排序是一种高效的排序算法。以下关于快速排序的描述，错误的是（）A.选择一个基准元素，将数组分为小于基准和大于基准两部分，然后对这两部分分别排序B.快速排序的平均时间复杂度为O(nlog₂n)，但在最坏情况下为O(n²)C.快速排序是一种不稳定的排序算法D.快速排序每次都能将数组均匀地分成两部分10、在一个交通流量监测系统中，需要实时记录不同路段的车辆数量，并能够快速地找出车辆数量最多的路段和最少的路段。此外，还需要能够动态地更新路段的车辆数量信息。对于这样的需求，以下哪种数据结构最为合适？（）A.优先队列，能够快速获取最大或最小元素B.红黑树，保持数据的有序性并支持高效的插入和删除C.跳表，实现快速的查找、插入和删除操作D.线段树，用于处理区间的统计和更新问题11、设计一个基于555定时器的三角波发生器，输出频率在10Hz至100Hz连续可调，说明电路原理和元件选择。12、对于一个需要快速计算一个字符串的所有子串的问题，以下哪种数据结构和算法的组合可能是最有效的？（）A.后缀数组和相关算法B.前缀树和遍历C.链表和字符串操作D.数组和循环13、设计一个基于微波技术的雷达测距系统，能够准确测量目标物体的距离，并具有较高的分辨率和抗干扰能力。14、考虑到一个图像识别系统，需要对图像中的像素进行快速的邻域访问和操作，以检测图像的特征。以下哪种数据结构可以有效地支持这种邻域操作？（）A.二维数组B.十字链表C.邻接表D.矩阵15、设计一个太阳能路灯控制器，能够根据环境光强自动控制路灯的开关和亮度，描述电路原理和控制策略。16、设计一个用于电动汽车的电池管理系统（BMS），能够监测电池电压、电流、温度等参数，实现均衡充电和过充过放保护，阐述系统架构和控制策略。17、在数据结构中，排序算法是非常重要的一部分。冒泡排序是一种简单的排序算法，它通过反复比较相邻的元素并交换位置来将数组排序。对于一个包含n个元素的数组，冒泡排序的最坏时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)18、哈希表在解决冲突时有多种方法。关于解决哈希冲突的方法，以下描述哪一项是不正确的？（）A.开放寻址法通过在哈希表中寻找空闲位置来解决冲突B.链地址法将冲突的元素存储在链表中C.再哈希法通过更换哈希函数来减少冲突D.无论采用哪种解决冲突的方法，哈希表的查找效率都不会受到影响19、根据通信原理，设计一个无线传感器网络的网关设备，实现传感器数据的汇聚和转发。20、设计一个数字电压表，测量范围为0至200V，采用分压电阻实现，精度为1V，说明硬件电路和软件算法。21、利用模拟电路技术，设计一个用于音频设备的音频均衡器，可调节不同频段的音频增益。22、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。23、设计一个基于运放的仪表放大器电路，增益可调范围为1-1000倍，共模抑制比不小于80dB，输入阻抗不小于1MΩ。24、基于通信编码技术设计一个纠错编码系统，能够对传输的数据进行编码和纠错，提高数据传输的可靠性。25、设计一个集成电路制造中的化学气相沉积（CVD）设备控制系统，优化工艺参数。26、设计一个高频变压器，工作频率在100kHz，输入电压为24V，输出电压为12V/5A，给出变压器参数计算和绕制方法。27、使用单片机设计一个智能家居安防监控系统，能够实时监控家中情况，当有异常时进行图像抓拍和报警。28、设计一个音频放大器，要求具有一定的增益、低失真和宽频带，给出放大器的电路设计、参数计算以及性能测试方案。29、设计一个程控交换系统中的呼叫处理模块，实现呼叫的建立、保持和释放功能，考虑信令交互和资源管理。30、在数据结构的学习中，实践是非常重要的。以下关于数据结构实践的描述，错误的是：（）A.通过实际编程实现数据结构可以加深对其理解B.可以通过解决实际问题来应用所学的数据结构知识C.实践只需要在电脑上完成，不需要在现实场景中思考D.实践过程中可以发现数据结构的优点和不足二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个快递公司的包裹跟踪系统需要记录包裹的单号、运输路径、当前位置和预计送达时间。设计合适的数据结构来实现包裹状态的实时查询和跟踪。2、（本题5分）某医院的病人管理系统需要存储病人的基本信息、病历、诊断结果和治疗方案等。请设计合适的数据结构来存储病人信息，实现病人信息的添加、删除、查找和修改操作，并能够根据病情严重程度对病人进行排序和优先处理。3、（本题5分）某社交网络平台需要存储用户之间的好友关系，并能够快速地查询某个用户的好友列表、共同好友以及二度好友。请选择合适的数据结构，并设计相应的算法来实现这些功能。4、（本题5分）某银行的账户管理系统需要对客户的账户信息进行高效处理。账户信息包括账户编号、客户姓名、余额、交易记录等。考虑使用AVL树来存储这些信息。请设计算法实现以下功能：（1）开户，插入新账户信息；（2）销户，删除指定账户信息；（3）查询账户余额；（4）按照交易金额对账户进行排序。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）一个在线点餐系统需要管理菜品信息、菜单、用户订单和支付信息等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持菜品的添加、删除和修改，菜单的生成，用户订单的处理和支付信息的记录，并能够快速处理高峰时段的大量订单和优化配送路线。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释图的连通性问题的变体，如弱连通图、桥和割点等概念及检测方法。2、（本题5分）深入分析在一个具有n个元素的链表中，如何删除重复的节点。3、（本题5分）详细阐述如何在一个具有n个元素的无序数组中，使用插入排序算法进行排序，分析其时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）论述在一个具