云南三鑫职业技术学院《数据结构和算法》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数据结构和算法》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、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、设计一个数字存储示波器高速采样与触发优化电路，能够实现更高的采样率和更准确的触发，提高测量精度。2、根据数字信号处理知识，设计一个语音降噪系统，能够有效去除环境噪声，提高语音清晰度。3、设计一个正弦波信号发生器，采用DDS技术，频率分辨率达到1Hz，输出幅度稳定，说明工作原理和硬件设计。4、在一个编译器的符号表实现中，需要存储变量名、类型、作用域等信息，并能够快速查找、插入和删除符号。以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.红黑树，平衡的搜索结构B.链表，动态操作方便C.栈，后进先出管理符号D.队列，先进先出处理符号5、在一个在线游戏的玩家匹配系统中，需要根据玩家的技能水平将他们分组。以下哪种数据结构适合快速确定某个玩家应该属于哪个组？（）A.平衡二叉树B.哈希表C.堆D.图6、设计一个基于555定时器的脉冲产生电路，输出频率和占空比可调，给出电路原理图和参数计算方法，分析其稳定性和应用场景。7、在一个多线程环境中，多个线程需要同时访问和修改一个共享的数据结构。为了保证数据的一致性和线程安全，以下哪种数据结构可能是最合适的？（）A.线程安全的链表，通过加锁机制保证并发访问的正确性B.普通的数组，需要额外的同步机制来保证线程安全C.线程安全的哈希表，提供了内置的同步机制D.树，结构复杂，线程安全实现难度较大8、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。9、设计一个液晶显示的背光源系统，能够提供均匀、稳定的光照，具有亮度调节和色彩控制功能。10、设计一个太阳能路灯控制器智能调光电路，能够根据环境光照强度和交通流量自动调节路灯的亮度，实现智能调光。11、设计一个音频功率放大器保护电路，能够在功放出现故障时自动切断电源，保护扬声器和功放电路。12、队列也是一种特殊的线性表，其操作遵循先进先出的原则。对于队列的特点和应用，以下说法错误的是（）A.队列可以用于实现广度优先搜索算法B.循环队列可以解决顺序队列的假溢出问题C.队列在插入元素时总是在队尾进行，删除元素时总是在队头进行D.队列中的元素存储顺序和入队顺序一定相同13、设计一个±5V转±3.3V的DC-DC电源变换电路，输出电流不小于0.3A，给出原理图和PCB布局。14、在图的存储结构中，邻接多重表主要用于解决邻接表在某些操作上的不便。假设需要频繁地判断两个顶点之间是否存在边，以下关于邻接多重表的特点，哪个是相关的优势（）A.节省存储空间B.便于边的删除和插入C.快速判断边的存在性D.以上都不是15、递归是一种在数据结构和算法中常用的技术。以下关于递归的描述，错误的是：（）A.递归是指函数在其内部调用自身的过程，常用于解决具有重复子问题的问题B.递归函数需要有终止条件，否则会导致无限递归，造成程序崩溃C.递归在处理树形结构和分治算法时非常方便，但可能会导致栈溢出的问题D.递归的执行效率总是高于非递归的实现方式，因此在所有情况下都应该优先使用递归16、设计一个简易的智能小车控制系统，能够通过遥控器或自动模式实现前进、后退、转弯等动作，包括电机驱动电路和控制算法设计。17、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。18、堆是一种特殊的树形数据结构，分为大顶堆和小顶堆。大顶堆的每个节点的值都大于或等于其子节点的值。在将一组无序的数据构建成大顶堆时，以下关于构建过程的描述，正确的是：（）A.从叶子节点开始，逐步向上调整B.从根节点开始，逐步向下调整C.随机选择节点进行调整D.不需要进行调整，直接就是大顶堆19、栈和队列在计算机程序设计中有广泛的应用。以下关于栈和队列应用场景的描述，错误的是：（）A.栈可以用于表达式求值、函数调用等B.队列可以用于实现广度优先搜索、任务调度等C.栈和队列不能同时用于一个程序中，会导致冲突D.栈和队列可以用于实现递归算法的非递归形式20、字符串在计算机程序中经常被处理。假设我们正在对两个字符串进行操作。以下关于字符串的描述，哪一项是不准确的？（）A.字符串的存储方式可以是字符数组或字符指针B.字符串的比较可以通过逐个字符比较来实现C.字符串的常见操作包括查找、替换、拼接等，它们的时间复杂度通常与字符串的长度成正比D.所有的字符串操作算法的时间复杂度都是最优的，无法进一步优化21、利用通信技术，设计一个无线传感器网络节点，能够采集环境数据并通过无线网络将数据传输到汇聚节点。22、设计一个基于微控制器（如STM32）的温度监测与控制系统，能够实时采集温度数据，当温度超过设定阈值时进行报警并启动降温设备。23、设计一个基于单片机的智能安防监控系统，能够实时监测入侵、火灾等异常情况，并进行报警和录像。24、设计一个基于模拟移相器的相位调节系统，能够实现对输入信号相位的连续调节。25、在数据结构中，堆通常用于实现优先队列。假设需要构建一个最大堆，以下关于堆的调整操作，哪个是关键的步骤（）A.从根节点开始，比较每个节点与其子节点的值B.从叶子节点开始，向上调整节点的位置C.随机选择节点进行比较和调整D.不需要进行调整，初始构建就是正确的二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在排序算法的稳定性判断中，如何确定一个排序算法是否是稳定的，并举例说明其重要性。2、（本题5分）论述跳表中节点的删除对多层结构的影响和调整方法。3、（本题5分）解释并举例说明在一个具有n个元素的顺序表中，如何应用排序算法解决实际问题，如成绩排名。4、（本题5分）比较计数排序和桶排序在空间复杂度上的差异，并分析原因。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，以链表形式存储多项式，实现两个多项式的相加、相减和相乘运算。2、（本题5分）设计一个程序，利用数组实现堆排序的非递归并行版本，提高排序效率并展示过程和结果。3、（本题5分）设计一个程序，用二叉链表结构构建一棵二叉树，并实现前序、中序和后序遍历算法，输出遍历结果。4、（本题5分）设计一个算法，利用二叉树结构实现对一组字符串的平衡存储和查找。5、（本题5分）设计一个数据结构和算法，模拟一个酒店的客房服务需求信息管理系统，能够及时处理客人的服务请求。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线论坛需要管理帖子的主题、内容、作者、发布时间和回复信息。设计数据结构来组织这些数据，方便用户浏览、搜索和回复帖子。2、（本题10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