中国地质大学（武汉）《数据结构》2022-2023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页中国地质大学（武汉）

《数据结构》2022-2023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15个小题，每小题2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、运用集成电路设计流程，设计一款用于智能手机的音频编解码器芯片，支持多种音频格式的解码和编码。2、数据结构的实现可以使用多种编程语言。以下关于不同编程语言中数据结构实现的特点，不正确的是：（）A.C语言实现数据结构通常需要手动管理内存B.Java中的数据结构具有自动内存管理和丰富的类库支持C.Python中的数据结构使用简单，但性能可能不如其他语言D.不同编程语言中数据结构的实现原理和效果完全相同3、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%。4、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。5、设计一个无线通信系统中的抗衰落接收电路，能够有效应对多径衰落，提高信号接收质量，并进行性能测试。6、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。7、设计一个基于FPGA的图像边缘检测系统，能够对输入的灰度图像进行实时边缘检测，采用Sobel算子，给出硬件架构和Verilog代码实现。8、在一个数据压缩算法中，需要构建一个频率字典来存储字符出现的频率，以便进行编码。以下哪种数据结构适合用于实现这个频率字典？（）A.哈希表B.平衡二叉搜索树C.红黑树D.跳表9、设计一个通信系统功率控制模块，能够根据信道条件动态调整发射功率，分析功率控制的精度和响应速度。10、采用模拟电子技术设计一个低噪声放大器，用于接收微弱信号并进行放大，给出噪声系数和增益指标。11、设计一个简单的无线传感器网络的网关设备，实现传感器节点数据的汇聚和转发，描述网关的硬件结构和软件功能。12、哈希表的装填因子越大，发生冲突的可能性就越大。假设一个哈希表的容量为10，当前存储了8个元素，装填因子是多少？（）A.0.8B.0.2C.8D.213、设计一个光耦隔离电路，实现输入输出信号的电气隔离，给出电路参数和应用场景。14、设计一个温度传感器网络远程监控电路，能够通过互联网远程监控温度传感器网络的工作状态和数据，实现远程管理。15、设计一个太阳能充电控制器电路，能够对太阳能电池板的输出进行最大功率点跟踪（MPPT），并对蓄电池进行合理充电管理，给出电路原理和控制策略。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）对于一个具有n个顶点和e条边的带权无向图，如何使用克鲁斯卡尔（Kruskal）算法构造最小生成树？2、（本题5分）在图的遍历中，深度优先搜索和广度优先搜索在时间复杂度和空间复杂度上有何不同？3、（本题5分）解释什么是拓扑排序，并说明其在项目管理等领域的应用。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线游戏需要管理玩家的游戏数据，如用户名、游戏得分、游戏等级、游戏时间等。请设计合适的数据结构来存储玩家游戏数据，支持快速查找、排序和更新玩家信息，并能够统计不同等级玩家的数量和平均游戏得分。2、（本题5分）一个在线游戏的玩家信息管理系统需要存储玩家的信息，如玩家编号、玩家昵称、游戏等级、游戏积分、在线状态等。系统要实现快速查找特定玩家、按照游戏积分对玩家进行排名、新增玩家、删除玩家以及更新玩家的在线状态和游戏等级。请确定合适的数据结构，并详细说明算法和代码实现，同时讨论性能优化策略。3、（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。4、（本题5分）一个学校的实验室设备管理系统需要存储设备的信息，如设备编号、设备名称、设备类型、购买日期、使用状态等。系统要支持快速查找特定设备、按照购买日期对设备进行排序、新增设备、维修设备、报废设备。请确定恰当的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，以及性能优化策略。5、（本题5分）一个学校的教师教学评价管理系统需要存储教师评价信息，如教师编号、教师姓名、评价课程、评价分数、评价内容等。系统要能够快速查找特定教师的评价、按照评价分数对教师进行排序、新增评价、修改评价以及删除评价。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能分析。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个基于线段树的存储结构来存储股票的