湖南九嶷职业技术学院《数据结构Ⅲ》2023-2024学年第一学期期末试卷

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页湖南九嶷职业技术学院《数据结构Ⅲ》

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FPGA的高速数据加密系统，支持AES或RSA加密算法，给出硬件实现和性能分析。2、利用数字逻辑电路设计一个数据选择器和分配器，能够根据控制信号选择和分配输入数据。3、设计一个蓝牙音频传输系统，能够实现高质量的音频无线传输，距离不小于10米，详细描述系统方案和编码算法。4、设计一个音频均衡器智能调节电路，能够根据输入音频信号的特点自动调节均衡器的参数，实现智能调节。5、设计一个LED点阵显示屏电路，能够显示文字和图形，显示颜色为红色和绿色。6、设计一个温度传感器网络远程监控电路，能够通过互联网远程监控温度传感器网络的工作状态和数据，实现远程管理。7、在一个实时操作系统中，任务调度是一个关键问题，需要根据任务的优先级、截止时间等因素进行快速的调度决策。以下哪种数据结构和算法常用于实时任务调度？（）A.优先级队列和调度算法B.栈和后进先出调度C.队列和先进先出调度D.集合和随机调度8、假设正在设计一个数据库的索引结构，需要支持快速的等值查询、范围查询和排序操作。在这种情况下，以下哪种索引结构可能是最优的选择？（）A.B树索引，平衡树结构，适用于多种查询B.哈希索引，快速等值查询，但不支持范围查询C.位图索引，适合处理布尔值属性的查询D.全文索引，用于文本内容的搜索9、设计一个简易的数字频率计，能够测量1Hz至100kHz范围内的正弦波、方波和三角波的频率，精度达到0.1%，请详细说明系统设计方案，包括硬件和软件部分。10、二叉树常用于实现查找操作，以下关于二叉树查找效率的描述，正确的是：（）A.二叉树的查找效率与树的高度成正比，树越高查找越慢B.平衡二叉树的查找效率一定高于普通二叉树C.满二叉树的查找效率最高，因为其结构最规整D.无论二叉树的结构如何，查找操作的时间复杂度都是O(n)11、设计一个图像处理中的图像质量主观评价实验方案，包括评价人员的选择和评价标准的制定。12、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时监测环境温度，并通过控制加热或制冷设备将温度稳定在设定值的±1℃范围内。13、设计一个同步数字体系（SDH）的帧结构生成和解析模块，实现数据的复用和解复用功能。14、在图的遍历算法中，深度优先搜索和广度优先搜索是两种基本方法。以下关于这两种算法的描述中，不正确的是（）A.深度优先搜索使用栈来实现，广度优先搜索使用队列来实现B.深度优先搜索可能会陷入死循环，广度优先搜索不会C.对于同一个图，深度优先搜索和广度优先搜索得到的遍历结果一定相同D.这两种算法都可以用于求解图的连通性问题15、设计一个数字信号量化电路，确定量化级数和编码方式，分析量化误差对信号质量的影响。16、在一个需要对大量整数进行排序，并且内存空间有限的情况下。以下哪种排序算法可能比较适合？（）A.归并排序B.冒泡排序C.桶排序D.选择排序17、考虑一个地理信息系统，需要存储和管理地图上的点、线、面等元素的信息，并能够快速地进行空间查询和分析，如判断两个区域是否相交。以下哪种数据结构最适合用于地理空间数据的处理？（）A.R树，支持空间数据的索引和查询B.B+树，高效存储和检索空间数据C.红黑树，保持空间数据的平衡D.哈希树，快速定位空间元素18、设计一个简单的步进电机驱动器，能够实现电机的精确控制和调速，包括驱动电路和控制程序的设计。19、设计一个基于模拟比较器和触发器的脉冲整形电路，将不规则脉冲整形为标准脉冲。20、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。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个二叉树中，如何实现层序遍历的非递归实现？2、（本题5分）解释什么是并查集的路径压缩优化策略，说明其原理和实现方法，并分析其对并查集操作效率的影响。3、（本题5分）论述红黑树的性质和插入、删除操作时的颜色调整规则，以及其在实际应用中的优势。4、（本题5分）解释什么是斐波那契堆数据结构，说明其特点和应用场景，并阐述如何进行插入和删除操作。5、（本题5分）论述AVL树在空间利用效率方面的特点和优化方法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）实现一个算法，将一个二叉树镜像翻转。2、（本题5分）设计一个哈希表程序，能够插入、查找和删除元素，处理哈希冲突，用户输入数据进行操作并查看结果。3、（本题5分）以链表为基础，设计一个音乐排行榜管理系统，支持歌曲的上榜、下榜和排名更新。4、（本题5分）基于字典树和深度优先搜索算法，设计一个程序，找出一个有向图中的所有强连通分量。5、（本题5分）分析在字符串匹配中利用后缀自动机提高匹配效率的设计和实现。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某公司的员工管理系统需要存储员工的个人信息，如姓名、工号、部门、职位、薪资等。请设计合适的数据结构来存储员工信息，支持按部门、职位等条件进行快速查询和排序，并能够方便地进行员工信息的添加、删除和修改操作。2、（本题10分）某在线论坛需要对帖子和回复进行管理。帖子和回复以双向链表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按照发布时间顺序输出帖子和回复；（2）将热门帖子置顶；（3）删除某