黑龙江幼儿师范高等专科学校《数据结构原理》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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2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、设计一个简单的数字示波器的触发电路，能够准确捕捉输入信号的特定特征，阐述触发电路的原理和设计。2、设计一个数字音频的多声道处理系统，如5.1声道或7.1声道，实现音频的空间定位和效果增强。3、考虑一个在线投票系统，需要实时统计每个选项的投票数量，并能够快速返回得票最多的选项。以下哪种数据结构可以有效地支持这个功能？（）A.数组，存储每个选项的票数B.链表，记录投票信息C.哈希表，将选项作为键，票数作为值D.最大堆，始终保持最大票数在堆顶4、设计一个基于ARM处理器的嵌入式系统，实现特定的功能，如数据采集、处理和传输，描述系统的硬件架构和软件编程思路。5、利用集成电路设计方法，设计一款用于音频播放设备的音频功率放大器芯片，具备高效率和低失真的特性。6、设计一个基于蓝牙技术的无线数据传输系统，实现短距离设备之间的数据通信，给出系统的硬件和软件设计。7、设计一个数字温度计液位计电路，能够同时测量环境温度和液体液位高度，温度精度为±0.1℃，液位测量范围为0cm到100cm，精度为±1cm。8、字符串在计算机编程中经常被使用。以下关于字符串操作的描述，不正确的是：（）A.字符串的比较可以通过逐个字符比较来实现B.字符串的连接操作可能会导致较高的时间复杂度C.字符串的查找可以使用暴力匹配算法或更高效的算法D.字符串一旦创建，其长度就不能改变9、考虑一个航班预订系统，需要存储不同航班的信息，包括航班号、起降时间、座位数量等，并能够快速地根据航班号、起降地点等条件进行查询和预订操作。在这种情况下，以下哪种数据结构和算法的组合可能是最优的？（）A.二分查找算法和二叉搜索树B.哈希表和线性探测解决冲突C.冒泡排序和链表D.选择排序和数组10、设计一个用于光伏发电的最大功率点跟踪（MPPT）控制器，给出控制算法和硬件实现。11、设计一个数字图像处理中图像特征提取和分类系统，分析特征的有效性和分类准确率。12、设计一个基于CPLD的数字逻辑电路，实现一个8位加法器和8位乘法器，给出硬件描述语言代码和仿真结果。13、设计一个数字温度计液位计数据传输电路，能够将温度计液位计的测量数据传输到远程监控中心进行实时监测。14、设计一个基于运算放大器的仪表放大器电路，具有高共模抑制比和高输入阻抗，给出电路结构和参数计算。15、设计一个数字电压表，能够测量直流电压和交流电压，精度和量程满足一定要求，提供电路设计和误差分析。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述如何在一个具有n个元素的无序数组中，使用堆排序算法进行排序，并分析其时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个元素的循环链表中，进行删除操作，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）解释如何在一个具有n个顶点的图中计算每个顶点的邻居顶点数量。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某餐厅的菜单管理系统需要存储菜品信息，如菜品编号、菜品名称、菜品价格、菜品分类、销量等。系统要实现快速查找特定菜品、按照销量对菜品进行排序、新增菜品、修改菜品信息以及删除菜品。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化方法。2、（本题5分）一个快递公司的包裹跟踪系统需要记录包裹的单号、运输路径、当前位置和预计送达时间。设计合适的数据结构来实现包裹状态的实时查询和跟踪。3、（本题5分）某学校的图书馆管理系统需要记录大量的图书信息，包括图书编号、书名、作者、出版社、出版年份、馆藏数量、借阅状态等。请为该系统设计数据结构，能够快速查找特定图书、按作者或出版社分类查询、统计热门图书，并支持新书的入库和旧书的删除操作。4、（本题5分）某电商平台的售后服务系统需要记录用户的售后申请、处理进度、解决方案和用户反馈等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持售后申请的提交和受理，处理进度的更新，解决方案的记录和用户反馈的收集，并能够分析售后数据以改进服务质量。5、（本题5分）某医院的药品库存管理系统需要对药品的种类、数量和有效期进行管理。药品信息包括药品编号、名称、数量、有效期等。这些信息以哈希桶的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某种药品的库存数量和有效期；（2）药品入库时添加信息；（3）药品过期时删除信息；（4）统计即将过期的药品数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个电商平台的用户评价信息（评价编号、用户ID、商品I