西安航空学院《数据结构》2022-2023学年第一学期期末试卷

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2022-2023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、设计一个无线传感器网络节点电路，能够采集环境数据并通过无线方式传输到中心节点，节点具有低功耗和自组网功能。2、设计一个基于DSP的图像去噪系统，能够去除图像中的高斯噪声和椒盐噪声，阐述算法原理和代码实现。3、设计一个基于蓝牙技术的无线耳机音频传输系统，能够实现高质量的音频传输和稳定的连接。4、二叉搜索树在数据查找和排序中有广泛应用。假设我们正在维护一个二叉搜索树。以下关于二叉搜索树的描述，哪一项是不准确的？（）A.插入操作时，通过比较节点值找到合适的位置插入新节点，保持二叉搜索树的性质B.查找操作的时间复杂度在平均情况下为O(logn)，但在最坏情况下可能退化为O(n)C.删除操作相对复杂，需要根据被删除节点的子节点情况进行不同的处理D.只要按照一定的顺序插入节点，二叉搜索树就一定是平衡的，不需要进行平衡调整5、利用数字电路技术，设计一个图书馆自助借还书系统，实现图书的自动借阅、归还和管理。6、设计一个无线通信模块扩展电路，能够提高无线通信的距离和数据传输速率，并且具有加密功能。7、假设要对一组整数进行排序，这些整数的范围较小（例如0到100），并且数据量较大。以下哪种排序算法在这种情况下可能表现最佳？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.计数排序8、设计一个数字电路中的状态机实现数据的加密和解密功能，分析加密强度和效率。9、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。10、设计一个使用硬件描述语言实现数字逻辑功能的模块，如状态机，进行功能仿真和综合。11、在图的遍历算法中，深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）是两种基本方法。关于这两种算法，以下描述哪一项是不正确的？（）A.DFS从起始节点开始，沿着一条路径尽可能深地访问节点，然后回溯B.BFS从起始节点开始，逐层地访问相邻节点C.DFS和BFS的时间复杂度均与图的节点数量和边的数量有关，通常为O(n+m)，其中n是节点数量，m是边的数量D.DFS适合用于查找最短路径，BFS适合用于判断图是否连通12、设计一个基于数字信号处理的语音增强系统，能够在噪声环境下提高语音的清晰度和可懂度。13、设计一个卫星通信地面站的接收系统，包括天线、低噪声放大器、下变频器等模块，计算接收灵敏度。14、设计一个基于AD9854的直接数字频率合成器（DDS），输出频率范围为1Hz至100MHz，相位分辨率小于1°，给出硬件设计和控制程序。15、设计一个基于单片机的智能门禁系统，能够通过指纹识别、密码输入或刷卡方式进行身份验证，控制门的开关。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述如何在一个带权有向图中计算两个顶点之间的次短路径。2、（本题5分）阐述AVL树的平衡调整机制，包括旋转操作的类型和实现步骤，分析AVL树与其他平衡二叉树的异同。3、（本题5分）比较计数排序和归并排序在适用数据规模上的差异。4、（本题5分）在一个链表中，如何查找链表的中间结点？三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线招聘平台的简历筛选系统需要根据职位要求对求职者的简历进行筛选和匹配。简历包括求职者ID、个人信息、教育背景、工作经历、技能证书，职位要求包括职位ID、所需技能、工作经验、学历要求。设计数据结构来存储简历和职位要求数据，实现快速准确的筛选和匹配，并向招聘者推荐合适的简历。2、（本题5分）一个在线旅游攻略平台需要存储各地的旅游景点、美食推荐、住宿信息和用户评价。设计数据结构来方便用户查询和规划旅行路线。3、（本题5分）一个健身房的会员管理系统需要存储会员信息，如会员编号、会员姓名、会员类型、会员期限、消费记录等。系统要能够快速查找特定会员、按照消费金额对会员进行排序、新增会员、修改会员信息以及删除会员。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现和性能分析。4、（本题5分）一个大型数据库系统需要对数据进行快速检索和排序。数据以红黑树的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）插入一条新的数据记录；（2）删除一条指定的数据记录；（3）按照某个字段对数据进行排序并输出；（4）查找某个范围内的数据记录。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）一个城市的公共交通系统需要实时跟踪公交车的位置和行驶路线，为乘客提供准确的到站时间预测。设计一种数据结构和算法，能够高效地处理车辆位置信息，计算到站时间。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个高效的哈希函数，减少哈希冲突的发生，通过实验评估其效果。2、（本题10分）设计一个程