辽宁政法职业学院《数据结构与数据库》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页辽宁政法职业学院《数据结构与数据库》

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20个小题，每小题1分，共20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、设计一个基于音频功率放大器的舞台音响系统，输出功率不小于500W，具备音效调节功能。2、根据通信原理，设计一个无线传感器网络的网关设备，实现传感器数据的汇聚和转发。3、设计一个基于PLC的自动化生产线控制系统，能够实现对多个工位的顺序控制、逻辑控制和故障诊断，提供控制程序和I/O分配表。4、设计一个数字温度计，采用热电偶传感器，能够测量-50℃至150℃的温度范围，精度为0.5℃，说明硬件连接和信号调理。5、设计一个基于DSP的数字图像处理系统，能够实现图像边缘检测、特征提取和目标识别等功能，提供算法流程和代码实现。6、设计一个数字音频处理中的音频时频分析和特征提取系统，分析特征的有效性。7、设计一个简单的无线充电器，能够为手机等设备进行无线充电，给出充电器的电路原理和设计参数。8、设计一个基于物联网技术的智能物流跟踪系统，能够实时跟踪货物的位置和状态，提供物流信息查询服务。9、运用电子电路知识，设计一个用于新能源汽车的电池管理系统（BMS）的硬件电路，实现电池状态监测和保护功能。10、设计一个通信系统中的卷积编码和解码电路，分析其纠错性能和对系统误码率的改善效果。11、使用集成电路设计一个DAC转换器，给出转换分辨率和建立时间等性能指标，并进行电路设计和测试。12、设计一个基于物联网技术的智能电表抄表系统，实现远程自动抄表和数据管理。13、设计一个基于单片机的智能电表系统，能够准确测量电能消耗，支持远程抄表和欠费报警功能。14、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15、设计一个基于Wi-FiDirect的点对点无线通信系统，实现高速数据传输，描述系统的硬件组成和通信协议。16、设计一个基于USBType-C接口的电源适配器，能够提供多种输出电压和电流，包括电路设计和协议支持。17、设计一个光通信中的掺铒光纤放大器（EDFA）驱动电路，实现对EDFA的稳定驱动和增益控制。18、设计一个基于蓝牙模块和手机应用的智能家居遥控器，实现对家居设备的远程控制。19、递归是一种编程技术，在数据结构和算法中经常用到。以下关于递归的描述，错误的是：（）A.递归函数直接或间接调用自身B.递归算法通常比非递归算法更简洁易懂C.递归算法的执行效率总是高于非递归算法D.递归在处理某些问题时，如树和图的遍历，非常方便20、设计一个简单的工业机器人运动控制系统，实现机器人的轨迹规划和运动控制，阐述系统的控制算法和硬件实现。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析在数据结构中，如何利用堆进行Top-K问题的求解。2、（本题5分）解释什么是斐波那契堆，并说明其特点和应用场景。3、（本题5分）解释如何在一个循环链表中找到环的起点，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。4、（本题5分）详细阐述桶排序中桶的划分原则和对数据分布的要求。5、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个元素的数组中，进行荷兰国旗问题的划分，分析所使用的算法和时间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个算法，在一个有向图中找出所有入度为0的顶点，并输出它们的后继顶点。2、（本题5分）设计一个哈希表，采用开放定址法或链地址法解决冲突，实现插入、查找和删除操作。3、（本题5分）设计一个程序，使用二叉树的层次遍历算法，输出给定二叉树每层节点的值。4、（本题5分）详细设计B树中处理节点删除导致树结构变化的算法，并模拟测试。5、（本题5分）利用图数据结构设计一个城市公共交通换乘系统，提供最优的换乘方案。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线游戏的组队系统需要对玩家的组队信息进行管理。组队信息包括队伍编号、队员列表、队伍状态等。这些信息以稀疏矩阵的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个队伍的队员信息；（2）玩家加入或退出队伍时更新矩阵；（3）按照队伍人数对队伍进行排序；（4）统计空闲队伍的数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题10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。3、（本题10分）某机场的