重庆电子工程职业学院《数据结构C》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构C》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、设计一个基于霍尔传感器的电机转速测量系统，能够准确测量电机的转速，并将转速数据实时显示。2、设计一个带阻滤波器电路，中心频率为800Hz，带宽为100Hz，通带波纹小于0.5dB，阻带衰减不小于50dB，输入信号频率范围为0-1kHz。3、在数据结构的性能评估中，时间复杂度和空间复杂度是重要的指标，以下关于它们的说法，错误的是：（）A.时间复杂度反映了算法执行所需的时间与输入规模之间的关系B.空间复杂度反映了算法执行所需的存储空间与输入规模之间的关系C.优先考虑时间复杂度较低的算法，空间复杂度可以忽略不计D.对于一些特殊的应用场景，可能需要在时间复杂度和空间复杂度之间进行权衡4、设计一个基于霍尔传感器的电机转速测量系统，能够实时测量电机的转速并将数据显示出来。5、设计一个基于模拟乘法器和运放的乘法型ADC转换电路，分析其转换精度和速度。6、假设在一个操作系统的内存管理中，需要动态地分配和回收内存块，并且避免内存碎片的产生。以下哪种数据结构和算法可以用于实现有效的内存管理？（）A.伙伴系统B.分页存储管理C.分段存储管理D.段页式存储管理7、设计一个基于STM32H7的高性能嵌入式系统，能够运行复杂的实时操作系统和应用程序，给出硬件架构和软件环境搭建。8、在数据结构的操作中，可能会出现时间和空间的权衡。以下关于时间和空间权衡的描述，不准确的是：（）A.有时候为了提高操作的时间效率，可能需要牺牲一些存储空间，例如使用缓存来加速数据访问B.某些数据结构在节省空间的同时，可能会导致操作的时间复杂度增加，例如压缩存储的数组C.在任何情况下，都应该优先考虑时间效率，而忽略空间的消耗，因为时间往往比空间更宝贵D.时间和空间的权衡需要根据具体的应用场景和需求来决定，没有绝对的最优策略9、运用电子信息工程知识，设计一个智能电网的监控与管理系统，实现电力参数监测、故障诊断和远程控制。10、设计一个基于PLC的自动化包装生产线控制系统，能够完成产品的包装、封口、贴标等操作。11、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。12、设计一个基于ZigBee技术的无线智能家居安防系统，能够实时监测门窗状态、烟雾浓度、入侵情况等，并进行报警。13、设计一个用于工业自动化的激光测距系统，测量精度达到毫米级，给出系统组成和测量算法。14、设计一个通信系统中的分集接收方案，分析分集合并方式对系统性能的影响。15、在一个图像处理程序中，需要对图像的像素进行频繁的操作和存储。如果图像是一个二维的灰度图像，以下哪种数据结构可能是最适合存储像素值的？（）A.二维数组，直观表示图像像素B.链表数组，每个链表存储一行像素C.二叉树，按照像素值大小存储D.哈希表，通过像素坐标映射值16、在一个m行n列的二维数组中，按行优先存储时，元素a[i][j]的存储地址与a[0][0]的存储地址之间相差的元素个数为？（）A.i*n+jB.j*m+iC.i*m+jD.j*n+i17、设计一个基于SiC器件的高效功率转换器，输入电压为48V，输出电压为12V/10A，给出电路拓扑和性能优势。18、设计一个基于光电二极管的光强度测量系统，能够实时测量环境光的强度，并将数据进行显示和存储。19、设计一个基于运算放大器的仪表放大器，具有高共模抑制比和高增益，用于测量小信号。20、设计一个无线传感器网络中的能量有效数据采集方案，分析节点能耗和数据准确性。21、树状数组是一种用于高效计算前缀和的数据结构。假设我们正在使用树状数组进行计算。以下关于树状数组的描述，哪一项是不准确的？（）A.树状数组通过二进制的位运算来实现快速的更新和查询操作B.对于一个大规模数组，树状数组的空间复杂度比直接计算前缀和的方法低C.树状数组可以用于解决动态的区间更新和查询问题D.树状数组的查询和更新操作的时间复杂度都为O(n)22、使用集成电路设计一个视频放大器，能够对输入的视频信号进行放大和处理，保证图像质量。23、假设在一个算法竞赛中，需要在有限的时间内解决一个涉及大量数据处理和复杂逻辑的问题。在选择数据结构时，以下哪个因素通常是最关键的考虑因素？（）A.空间复杂度B.时间复杂度C.代码实现的难度D.数据结构的通用性24、设计一个基于DSP的图像去噪系统，能够去除图像中的高斯噪声和椒盐噪声，阐述算法原理和代码实现。25、在一个具有n个节点的二叉树中，度为0的节点（即叶子节点）数量为n0，度为2的节点数量为n2，则n0和n2之间存在什么样的关系？（）A.n0=n2-1B.n0=n2+1C.n0=2n2D.n0=n2二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释在平衡二叉搜索树中，如何通过平衡调整操作提高树的查找性能。2、（本题5分）探讨在不同的数据结构中，如数组、链表、栈、队列等，如何实现元素的逆序输出。3、（本题5分）解释如何在一个二叉搜索树中删除一个具有两个子节点的节点。4、（本题5分）深入分析在一个具有n个元素的顺序表中，如何使用排序算法进行数据的逆序对统计。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）以链表为基础，设计一个旅游行程规划系统，支持景点的添加、删除和路线优化。2、（本题5分）设计一个程序，使用冒泡排序算法对给定的字符数组进行排序，输出排序后的数组。3、（本题5分）设计一个程序，使用平衡二叉搜索树存储商品价格和库存信息，实现插入、查找和修改操作。4、（本题5分）设计一个程序，利用后缀树和哈希表的结合，快速查找文本中所有重复出现的子串。5、（本题5分）设计一个数据结构和算法，模拟一个在线考试系统，能够存储考试题目（题目编号、题目内容、选项、答案等），支持随机组卷、考生答题和自动判卷功能。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线图书评论系统需要管理图书信息、用户评论和评论的点赞数等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持图书的查找、用户评论的添加、删除和修改，以及评论点赞数的更新，并能够根据点赞数对评论进行排序和展示热门评论。2、（本题10分）某城市的公共交通卡管理系统需要记录用户的卡信息和消费记录，卡信息包括卡号、用户姓名、余额等，消费记录包括卡号、消费