云南艺术学院《数据结构语言》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页云南艺术学院《数据结构语言》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、设计一个基于DSP的数字滤波器，能够对音频信号进行低通滤波，截止频率为2kHz，给出算法实现和代码优化。2、假设正在构建一个基因序列分析工具，需要存储大量的基因序列数据，并能够快速地比较不同基因序列的相似性和差异性。在这种情况下，以下哪种数据结构可能是最有助于提高分析效率的？（）A.后缀树，用于高效的字符串匹配和比较B.前缀树，快速查找基因序列的前缀C.二叉平衡树，保持基因序列的有序存储D.哈希图，快速定位特定的基因序列3、设计一个模拟集成电路中的反馈放大器，实现特定的增益和带宽要求，分析反馈对稳定性的影响。4、设计一个可编程逻辑器件（PLD）实现的简单数字逻辑功能，如加法器、计数器等，进行功能验证和性能评估。5、采用模拟电子技术设计一个函数信号发生器，能够产生正弦波、方波和三角波等常见信号，且频率和幅度可调。6、设计一个基于51单片机的智能安防系统，能够检测门窗的开关状态、人体红外信号，并通过GSM模块发送报警短信。7、运用电子电路知识，设计一个具有过流保护和短路保护功能的直流电源电路。8、运用通信网络技术，设计一个智能工厂的5G专网方案，满足工业生产中对低延迟、高可靠通信的需求。9、设计一个卫星导航系统中的多星座融合定位算法，评估定位精度的提升效果。10、设计一个基于数字温度传感器和无线传输模块的冷链物流温度监控系统，实时监测货物运输过程中的温度变化。11、设计一个基于运算放大器的电压跟随器电路，具有高输入阻抗和低输出阻抗特性。12、利用锁相环技术设计一个频率合成器，能够输出稳定的、可调节的频率信号，给出频率合成器的整体架构和各部分的详细设计。13、考虑到一个航班预订系统，需要快速查找和预订特定日期和航线的航班座位。同时，还需要能够根据座位的可用性进行灵活的分配和调整。以下哪种数据结构能够满足这样复杂的需求？（）A.线段树B.二叉堆C.哈希表结合链表D.跳表结合平衡树14、在一个网络数据包处理系统中，数据包按照到达的顺序被处理，但是某些高优先级的数据包需要优先处理。为了实现这种优先级处理机制，以下哪种数据结构可以被应用？（）A.优先级队列B.单调队列C.循环队列D.有序数组15、对于一个用链表表示的队列，若队头指针为front，队尾指针为rear，在进行入队操作时，新节点应插入在？（）A.front之前B.rear之后C.front和rear之间D.任意位置16、使用单片机设计一个智能家居安防监控系统，能够实时监控家中情况，当有异常时进行图像抓拍和报警。17、设计一个数字信号处理器（DSP）应用电路，能够实现音频信号的滤波、降噪等处理功能。18、当使用快速排序算法对一个数组进行排序时，选择基准元素的策略对算法的性能有很大影响。假设总是选择数组的第一个元素作为基准，在某些特殊情况下可能会导致算法的性能变差。以下哪种情况可能导致这种现象（）A.数组已经是有序的B.数组元素的值都相同C.数组元素随机分布D.以上情况都不会19、设计一个用于工业机器人的运动控制系统，能够实现点位控制、轨迹规划和速度控制，说明控制算法和驱动器选型。20、运用集成电路工艺，设计一款用于无人机的飞行控制芯片，具备稳定的姿态控制和导航功能。21、利用数字电路技术，设计一个图书馆自助借还书系统，实现图书的自动借阅、归还和管理。22、采用模拟电子技术设计一个运算跨导放大器（OTA），给出其性能特点和应用场景。23、设计一个基于数字电路的简单密码锁系统，要求能够通过输入正确的数字密码解锁，密码错误时有报警提示，且密码可修改。24、设计一个基于STM32的智能小车控制系统，能够实现自动避障、循迹和蓝牙遥控功能，描述硬件选型和软件编程思路。25、假设正在设计一个资源分配系统，需要管理有限的资源，并根据请求的优先级和时间进行分配。以下哪种数据结构可以有效地支持资源的分配和管理？（）A.最小堆，获取最小优先级的请求B.最大堆，处理最高优先级的请求C.链表，顺序分配资源D.数组，通过索引分配资源26、设计一个数字信号调制解调扩展电路，能够增加调制解调的方式和速度，并且具有纠错功能。27、设计一个音频均衡器，能够对音频信号进行5段均衡调节，给出系统方案和滤波器参数计算。28、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℃。29、设计一个数字通信系统中的均衡器，能够自适应地补偿信道失真，测试均衡效果和收敛速度。30、设计一个基于PLC的工业机器人控制系统，能够实现机器人的运动控制、轨迹规划和任务执行。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个在线考试培训系统中，需要管理课程资料、练习题、模拟考试和学员成绩等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持课程资料的上传和更新，练习题和模拟考试的生成和批改，学员成绩的统计和分析，并能够根据学员的学习情况进行针对性的辅导和建议。2、（本题5分）一个在线游戏需要对玩家的游戏数据（如得分、等级、游戏时间等）进行实时排序和更新。考虑使用平衡二叉排序树来存储这些数据。请设计算法实现以下功能：（1）插入一个新玩家的数据；（2）删除一个指定玩家的数据；（3）根据得分对玩家进行降序排序；（4）更新某个玩家的游戏时间。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）某在线学习平台需要管理课程的章节和学生的学习进度，课程章节包括章节ID、章节名称、课程ID、内容，学习进度包括学生ID、章节ID、学习时间、完成状态。设计数据结构来存储这些数据，能够快速查询学生的学习进度、统计章节的完成率，并为学生推荐未学习的章节。4、（本题5分）某在线游戏的道具管理系统需要记录道具信息、玩家拥有情况和道具交易记录。道具信息包括道具ID、道具名称、道具描述、道具价值，玩家拥有情况包括玩家ID、道具ID、数量，道具交易记录包括交易ID、买家ID、卖家ID、道具ID、交易时间、交易价格。请设计数据结构来管理道具数据，实现道具的查询、玩家道具的管理、道具交易的处理，并统计道具的流通情况。5、（本题5分）某医院的医生排班管理系统需要存储医生的排班信息，如医生编号、医生姓名、科室、排班日期、上班时间、下班时间等。系统要支持快速查找特定医生的排班、按照上班时间对排班进行排序、新增排班、修改排班以及删除排班。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现和性能分析。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个具有n个节点的二叉搜索树中，如何查找第k小的元素，给出算法思路和时间复杂度分析。2、（本题5分）论述伸展树在删除元素后的调整机制和性能影响。3、（本题5分）对于一个用十字链表存储的稀疏矩阵，解释其存储结构和优势，说明如何进行矩阵的加法和乘法运算。4、（本题5分）详细说明在图的