陕西航空职业技术学院《数据结构2》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2页，共2页陕西航空职业技术学院

《数据结构2》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30个小题，每小题1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、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。2、设计一个数字温度计电路，能够测量人体温度，精度要求在±0.1℃以内，并且具有报警功能。3、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。4、设计一个基于微控制器的智能家电控制系统，能够通过手机APP远程控制家电的开关和工作模式，说明系统的硬件和软件实现。5、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。6、设计一个基于传感器的智能车位检测系统，能够实时检测车位的占用情况，并将信息显示在显示屏上。7、设计一个基于单片机的智能电表抄表系统，支持远程抄表和数据统计分析。8、设计一个基于蓝牙的无线鼠标，能够与计算机进行稳定的无线连接，实现鼠标的基本操作功能。9、设计一个数字温度计压力计电路，能够同时测量环境温度和压力，温度精度为±0.1℃，压力精度为±1kPa。10、设计一个数字信号处理中窗函数的选择和应用方案，分析不同窗函数对信号处理结果的影响。11、设计一个基于锁相环的频率合成器电路，输出频率范围为100kHz-1GHz，频率分辨率不大于1kHz，相位噪声小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。12、设计一个用于光伏逆变器的控制系统，实现最大功率点跟踪和电能质量控制，给出系统架构和控制策略。13、设计一个音频滤波器自动调节电路，能够根据输入音频信号的特点自动调节滤波器的参数，提高音频质量。14、对于有向图，其拓扑排序是一种重要的操作。以下关于拓扑排序的描述，错误的是（）A.结果不一定唯一B.可以用于判断有向图是否存在环C.若存在环，则无法进行拓扑排序D.拓扑排序的结果是一个有序的节点序列，反映了节点之间的先后关系15、设计一个基于FPGA的数字信号解调系统，支持常见的调制方式（如QPSK、16QAM等）的解调。16、设计一个基于蓝牙低功耗技术的智能血压计，能够准确测量血压，并将数据传输到手机APP进行分析和存储。17、设计一个基于微波技术的雷达测距系统，能够准确测量目标物体的距离，并具有较高的分辨率和抗干扰能力。18、设计一个基于射频技术的无线胎压监测系统，能够实时监测汽车轮胎的压力和温度。19、设计一个集成电路工艺中蚀刻工艺的参数监测和控制系统，保证蚀刻质量。20、设计一个基于数字信号处理的音频滤波器，实现对特定频率范围的音频信号进行滤波，分析滤波效果。21、在一棵二叉树中，度为0的节点（即叶子节点）个数为n0，度为2的节点个数为n2，则该二叉树的节点总数为？（）A.n0+n2B.2n0+n2-1C.2n0+n2+1D.n0+2n222、设计一个基于传感器的智能空气质量监测系统，能够实时监测空气中的PM2.5、甲醛、TVOC等污染物浓度，并通过物联网将数据上传到云平台。23、设计一个基于GPS的定位导航系统，能够实时获取位置信息并进行路径规划，提供系统的硬件选型和软件实现方案。24、对于一个具有n个元素的有序数组，采用二分查找算法查找一个特定元素，其最坏情况下的比较次数为（）A.log₂nB.nC.n/2D.log₂n-125、根据数字信号处理知识，设计一个语音降噪系统，能够有效去除环境噪声，提高语音清晰度。26、利用数字逻辑电路设计一个密码锁控制系统，通过输入正确的密码实现开锁，具有错误输入报警功能。27、设计一个基于无线通信技术的智能农业灌溉控制系统，根据土壤湿度和气象条件自动控制灌溉。28、在一个需要对大量整数进行排序的场景中，如果内存空间有限，不能一次性容纳所有数据，以下哪种排序算法可能是最合适的？（）A.冒泡排序，简单但效率低，不适合大数据量B.快速排序，通常在内存中进行，不适合内存受限情况C.归并排序，可以采用外部排序的方式处理大数据量D.插入排序，适用于少量数据，不适合大规模数据29、数据结构是计算机存储、组织数据的方式。在研究数据结构时，线性表是一种基础的数据结构。以下关于线性表的描述，错误的是（）A.线性表可以顺序存储，也可以链式存储B.顺序存储的线性表可以随机访问任意元素，时间复杂度为O(1)C.链式存储的线性表在插入和删除操作时，不需要移动大量元素，效率较高D.线性表的长度是固定的，不能动态变化30、在处理大规模数据时，数据结构的性能尤为重要。以下关于数据结构性能优化的描述，不准确的是：（）A.合理选择数据结构和算法可以显著提高程序的性能，例如在频繁插入和删除的场景中使用链表而不是数组B.调整数据结构的存储方式，如使用压缩存储可以减少存储空间，但可能会增加操作的时间复杂度C.利用缓存机制可以提高数据访问的速度，但需要考虑缓存的命中率和替换策略D.数据结构的性能优化只需要关注时间复杂度，空间复杂度可以忽略不计二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个电影票务系统需要存储电影场次信息，如场次编号、电影名称、放映时间、影厅号、剩余座位数等。系统要能够快速查找特定场次、按照剩余座位数对场次进行排序、新增场次、删除已结束场次以及修改场次的剩余座位数。请选择恰当的数据结构，并详细阐述实现这些功能的算法和代码，以及对系统性能的影响。2、（本题5分）在一个在线教育平台中，需要管理课程资源、学生学习进度、作业和考试成绩等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持课程资源的上传、下载和更新，学生学习进度的跟踪，作业的布置和批改，考试成绩的记录和分析，并能够根据学生学习情况提供个性化的学习建议。3、（本题5分）某物流企业的货物跟踪系统需要记录货物的发货地、收货地、运输路径、当前位置、预计到达时间等信息。设计数据结构来实时更新货物运输状态，支持按发货地、收货地等条件进行查询，能够及时处理运输过程中的异常情况。4、（本题5分）某公司的项目管理系统需要存储项目信息，如项目编号、项目名称、负责人、项目进度、预算等。系统要能够快速查找特定项目、按照项目进度对项目进行排序、新增项目、修改项目信息以及结束项目。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能分析。5、（本题5分）某在线考试系统需要记录考生的考试信息，包括考生ID、考试科目、考试时间、答题情况、成绩等。请设计合适的数据结构来存储这些考试数据，实现快速查询考生成绩、按科目统计平均分、分析答题情况，并支持新考试的安排和旧考试数据的归档。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细论述在利用堆进行多路归并排序时，如何构建初始堆和进行归并过程，并给出具体的算法步骤和代码实现。2、（本题5分）阐述如何在一个具有n个元素的无序数组中，使用希尔排序算法进行排序，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）解释什么是跳表数据结构，说明其构建过程和查找操作的原理，并与普通链表进行比较。4、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景