黄山健康职业学院《数据结构C实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构C实验》2023-2024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25个小题，每小题1分，共25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ADC和DAC的模拟信号采集与回放系统，实现对模拟信号的采集、数字化处理和模拟回放功能。2、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3、设计一个基于光电编码器的位移测量系统，能够准确测量物体的直线位移，并进行数据显示和记录。4、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时采集温度数据，并通过控制加热或冷却装置将温度稳定在设定范围内，要求精度达到±0.5℃。5、二叉搜索树是一种特殊的二叉树，具有特定的性质。对于二叉搜索树的特点和操作，以下说法错误的是（）A.左子树上所有节点的值均小于根节点的值B.右子树上所有节点的值均大于根节点的值C.插入和查找操作的平均时间复杂度为O(logn)D.二叉搜索树一定是完全二叉树6、若要在一个链表中删除一个指定节点，以下哪个操作是必须先完成的？（）A.找到要删除节点的前一个节点B.找到要删除节点的后一个节点C.释放要删除节点所占用的存储空间D.更新链表的头指针7、利用数字电路技术，设计一个超市自动收银系统，能够自动识别商品条码、计算价格和找零。8、设计一个电子血压计扩展电路，能够增加血压计的测量功能和精度，并且具有数据传输和分析功能。9、设计一个基于UWB技术的室内定位系统，定位精度达到厘米级，说明系统组成和定位算法。10、设计一个基于运算放大器的微分器电路，能够对输入信号进行微分运算，输入信号频率范围为0-100Hz。11、设计一个基于FPGA的视频压缩编码系统，实现H.264或H.265编码，给出硬件设计和资源利用。12、设计一个基于单片机的步进电机控制系统，能够实现正反转、调速和定位控制功能。13、假设正在实现一个股票交易系统，需要实时记录每只股票的最新价格，并能够快速获取价格最高和最低的股票。以下哪种数据结构可以满足这个需求？（）A.平衡二叉搜索树，存储股票价格信息B.链表，顺序更新股票价格C.哈希表，映射股票代码和价格D.栈，存储价格变化14、使用单片机设计一个智能血压计，能够准确测量血压值，并将数据存储和传输。15、设计一个基于单片机的智能灌溉系统，能够根据土壤湿度自动控制灌溉设备的开启和关闭。16、在数据结构的应用场景中，假设我们正在开发一个在线图书馆管理系统，需要高效地存储和检索大量的图书信息，包括书名、作者、出版年份、分类等。为了能够快速根据书名或作者查找特定的图书，同时能够方便地按照出版年份进行排序和浏览，以下哪种数据结构最适合用于存储这些图书数据？（）A.数组B.链表C.二叉搜索树D.哈希表17、设计一个基于运算放大器的积分器电路，积分时间常数可调，输入信号频率范围为0-100Hz。18、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%。19、图是一种复杂的数据结构，用于表示对象之间的关系。在图的存储方式中，邻接矩阵和邻接表是常见的两种方法。对于一个具有n个顶点的无向图，如果采用邻接矩阵存储，其空间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)20、设计一个基于FPGA的图像缩放系统，能够对输入图像进行任意比例的缩放。21、设计一个基于FPGA的CAN总线通信控制器，实现数据的收发和错误处理，给出硬件描述和测试方案。22、设计一个基于模拟滤波器和数字滤波器组合的信号滤波系统，有效滤除多种类型的噪声。23、设计一个程控滤波器，中心频率和带宽可程控调节，给出电路实现和控制方法。24、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。25、设计一个简单的无线通信系统，采用合适的调制解调方式，实现短距离的数据传输，包括发射端和接收端的电路设计以及通信协议的制定。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）深入分析在一个具有n个顶点和e条边的无向图中，采用邻接矩阵和邻接表存储时的空间复杂度，并举例说明在何种情况下选择哪种存储方式更优。2、（本题5分）详细阐述图的拓扑排序的概念和应用场景，给出拓扑排序的算法步骤，并分析其时间复杂度。3、（本题5分）阐述如何在一个有序链表中查找中位数，分析所使用的算法和时间复杂度。4、（本题5分）详细说明在排序算法的比较中，如何从时间复杂度、空间复杂度和稳定性等方面进行综合评估。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，利用伸展树和哈希表的结合，实现对在线交易记录的高效管理和查询。2、（本题5分）使用图数据结构设计一个电力网络故障检测系统，能够快速定位故障区域。3、（本题5分）设计一个数据结构，用于存储电商平台的物流信息，包括发货地、收货地、运输方式等，支持物流跟踪和查询。4、（本题5分）设计一个算法，利用哈希表存储电影的类型和主演，实现主演的快速查找和类型统计。5、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个学校的考试成绩信息，包括学生姓名、学号、课程名称、成绩等，支持成绩的统计和分析功能。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线图书馆的书籍借阅系统需要对书籍的借阅情况和读者信息进行管理。书籍信息包括书籍编号、书名、作者、借阅状态等，读者信息包括读者编号、姓名、借阅记录等。这些信息以并查集的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）读者借阅书籍；（2）读者归还书籍；（3）查询某本书是否可借；（4）统计某读者的借阅次数。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题10分）某学校的选课系统需要管理课程、教师、学生选课信息和课程容量等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现课程的开设、学生选课、退课和课程容量的调整操作，并能够快速查询某门课程的选