私立华联学院《数据结构C1》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构C1》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批阅人一、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、设计一个基于STM32的无人机飞行控制系统，实现姿态稳定、高度控制和航线规划，给出系统组成和控制算法。2、设计一个红外线遥控电路，能够实现对电器设备的远程控制，控制距离在10米以上。3、设计一个基于单片机的智能车库门控制系统，能够通过遥控器和手机APP控制车库门的开关。4、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。5、假设要实现一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，当缓存满时，删除最近最少使用的元素。以下哪种数据结构可以有效地实现这个功能？（）A.数组结合链表，通过移动链表节点来标记使用频率B.哈希表结合双向链表，能够快速查找和调整元素顺序C.栈，后进先出，无法体现使用频率D.队列，先进先出，不能区分元素的使用频率6、设计一个音频放大器噪声抑制与功率扩展电路，能够降低放大器的噪声水平，同时增加输出功率。7、根据数字信号处理知识，设计一个音频均衡器的自动调整系统，根据音频内容自动优化频率响应。8、设计一个计算机网络拓扑结构，满足特定的网络规模、性能和可靠性要求，进行网络性能分析和优化。9、数据结构是计算机存储、组织数据的方式，对算法的效率和程序的性能有着重要影响。以下关于数据结构的描述，哪一项是不准确的？（）A.数据结构可以分为线性结构和非线性结构，如数组、链表属于线性结构，而树和图属于非线性结构B.选择合适的数据结构取决于具体的应用场景和操作需求，例如频繁的插入和删除操作可能更适合使用链表C.数据结构的设计目标通常包括节省存储空间、提高操作效率和便于数据的管理与维护D.数据结构一旦确定，就不能根据实际情况进行修改和优化，否则会导致程序出现严重错误10、设计一个基于Wi-Fi6的无线局域网（WLAN）系统，实现高速稳定的网络连接，给出系统组成和关键技术。11、使用数字信号处理技术设计一个音频滤波器，能够对输入的音频信号进行特定频率范围的滤波，如低通、高通或带通滤波。12、设计一个基于热电偶的温度测量系统，能够测量较高温度范围，并对测量结果进行冷端补偿和线性化处理。13、设计一个无线通信收发系统，工作在特定频段，实现数据的可靠传输，考虑发射功率、接收灵敏度和抗干扰能力等因素。14、设计一个基于Arduino的智能环境调节系统，能够根据室内温度、湿度和CO2浓度自动调节空调、加湿器和通风设备。15、设计一个简单的通信基站发射机前端电路，工作频率在900MHz，输出功率为10W，给出射频电路设计和功率放大器选型。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述跳表在大规模数据存储中的可扩展性和性能评估。2、（本题5分）论述在二叉树的序列化和反序列化中，如何将二叉树转换为字符串并恢复。3、（本题5分）详细阐述在一个具有n个元素的堆中，如何利用堆进行中位数的查找。4、（本题5分）详细阐述在贪心算法的实际应用中，如活动选择问题，如何做出最优选择。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某医院的信息系统需要存储患者的病历信息，包括基本信息、诊断结果、治疗方案、用药记录等。设计一种数据结构，能够方便地按照患者编号、疾病类型或治疗时间进行查询和统计，并支持新病历的录入和旧病历的修改。2、（本题5分）某机场的航班管理系统需要存储航班的信息，如航班编号、出发地、目的地、起飞时间、降落时间、航班状态等。系统要能够快速查找特定航班、按照起飞时间对航班进行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。3、（本题5分）假设一个在线教育平台的问答系统需要记录问题信息、答案信息和用户互动情况。问题信息包括问题ID、问题标题、提问者ID、提问时间，答案信息包括答案ID、问题ID、回答者ID、回答内容、回答时间，用户互动情况包括互动ID、问题ID、用户ID、互动类型（点赞、评论等）。请设计数据结构来管理问答数据，实现问题的快速查找、答案的排序、用户互动的处理，并统计问题的热度和回答的质量。4、（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。5、（本题5分）一个在线考试系统需要对考生的答题情况和成绩进行管理。考生信息包括考生编号、姓名、答题记录、成绩等。这些信息以伸展树的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）插入新考生的答题情况和成绩；（2）根据成绩查找考生排名；（3）修改考生的答题记录和成绩；（4）删除缺考考生的信息。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个数据结构，用于存储电商平台用户的购物车信息，包括商品ID、数量等，支持购物车的操作和结算。2、（本