吉林电子信息职业技术学院《数据结构与算法设计》2023-2024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页吉林电子信息职业技术学院《数据结构与算法设计》

2023-2024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、设计一个数字电视信号的传输系统，包括调制、编码和发射模块，满足特定的传输标准和质量要求。2、设计一个基于D/A转换器的函数信号发生器，能够产生正弦波、方波、三角波等常见波形。3、设计一个数字信号传输中的同步恢复电路，能够从接收信号中准确恢复出同步信息，分析恢复的精度和稳定性。4、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%。5、设计一个太阳能充电器电路，能够将太阳能转换为电能，为手机、平板电脑等设备充电，输出电压为5V。6、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。以下关于归并排序的叙述，错误的是：（）A.归并排序将待排序序列分成若干个子序列，然后将子序列合并成有序序列B.归并排序在最坏、平均和最好情况下的时间复杂度均为O(nlogn)C.归并排序是一种稳定的排序算法D.归并排序的空间复杂度较高7、设计一个基于蓝牙4.2的智能门锁系统，能够通过手机APP进行开锁操作，并记录开锁记录。8、在一个分布式系统中，各个节点需要共享一些全局的状态信息，并且能够快速地检测到状态的变化。为了实现这种全局状态的管理和同步，以下哪种数据结构可能会被用到？（）A.分布式哈希表B.分布式链表C.分布式树D.分布式栈9、设计一个基于单片机的智能路灯节能控制系统，根据交通流量和环境光照自动调节路灯亮度，实现节能。10、使用单片机设计一个智能安防系统，能够检测入侵、火灾等异常情况，并及时发出警报和通知用户。11、设计一个基于ARMCortex-M系列的低功耗手持设备，实现特定的功能如计步、心率监测等，描述设备的硬件选型和软件优化。12、设计一个高频功率放大器电路，工作频率在100MHz以上，输出功率不小于10W，效率不低于50%，给出电路结构和调试方法。13、根据电子电路原理，设计一个用于太阳能发电系统的最大功率点跟踪（MPPT）控制器，提高太阳能的利用效率。14、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。15、在数据结构的选择中，需要考虑多种因素。以下关于数据结构选择的考虑因素，不正确的是：（）A.数据的规模和操作的频繁程度B.存储空间的限制C.算法的复杂度和效率D.只根据个人喜好选择，不考虑实际需求二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释什么是线段树数据结构，说明其应用场景和构建过程，并阐述如何进行区间查询和更新操作。2、（本题5分）解释图的最短路径问题的变体，如带权有向图的单源最短路径问题、所有点对最短路径问题等。3、（本题5分）论述在二叉树的平衡调整中，如何通过平衡因子的动态计算来决定调整策略。4、（本题5分）详细阐述在快速排序算法中，如何选择基准元素，以及如何进行分区操作和排序过程。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个科研项目需要对大量的实验数据进行处理和分析，数据包括不同实验条件下的测量值、时间戳等。设计合适的数据结构来存储和管理这些数据，以便能够快速地进行数据筛选、统计分析和结果可视化。2、（本题5分）在一个在线视频平台中，需要管理视频信息、用户观看历史、视频评论和点赞等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持视频的上传、删除、查找和播放，用户观看历史的记录，视频评论的管理和点赞数的统计，并能够根据用户行为推荐相关视频。3、（本题5分）某网约车平台需要根据乘客的出发地和目的地，快速匹配附近的司机。设计合适的数据结构和算法，实现高效的订单匹配和行程规划。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）在一个大型企业的项目管理系统中，需要记录项目信息、任务分配和进度情况。项目信息包括项目ID、项目名称、负责人、开始时间、结束时间，任务分配包括任务ID、项目ID、责任人、任务描述，进度情况包括任务ID、完成百分比、更新时间。请设计数据结构来管理项目数据，实现项目的查询、任务的跟踪、进度的更新，并生成项目进度报告。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个在线音乐平台的用户创建的歌单分类信息，支持分类查询和管理。2、（本题10分）设计后缀树在模式识别中