學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖南工程學院應用技術學院

《數據結構》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、設計一個基于MAX232的串口通信電路，實現單片機與PC機之間的通信，給出電路原理圖和通信協議編程。2、運用電子信息工程知識，設計一個智能電網的監控與管理系統，實現電力參數監測、故障診斷和遠程控制。3、設計一個簡單的數字通信系統的同步模塊，實現位同步、幀同步等功能，闡述同步模塊的設計和性能測試。4、設計一個基于數字電位器的燈光亮度調節系統，能夠實現燈光亮度的平滑調節和記憶功能。5、設計一個數字圖像處理中的目標檢測系統，能夠準確檢測出特定目標，分析檢測的準確率和實時性。6、設計一個基于光電傳感器的自動化倉儲貨架系統，能夠自動存取貨物并進行庫存管理。7、設計一個低通濾波器，采用橢圓濾波器設計，截止頻率為200Hz，通帶波紋和阻帶衰減滿足特定要求，給出電路參數和性能分析。8、設計一個基于ADC的數據采集卡，能夠同時采集8路模擬信號，采樣頻率不低于100kHz，分辨率為12位。9、假設正在設計一個網絡數據包過濾系統，需要根據數據包的源地址、目的地址、協議類型等信息進行快速的過濾和處理。以下哪種數據結構和算法的組合最適合實現數據包的高效過濾？（）A.決策樹和分類算法B.位圖和位運算C.圖和最短路徑算法D.數組和遍歷算法10、設計一個高頻功率放大器電路，工作頻率在100MHz以上，輸出功率不小于10W，效率不低于50%，給出電路結構和調試方法。11、在一棵二叉樹中，如果度為2的節點有10個，那么度為0的節點數量可能是（）A.10B.11C.9D.無法確定12、運用電子電路知識，設計一個具有過流保護和短路保護功能的直流電源電路。13、利用數字邏輯電路設計一個密碼鎖控制系統，通過輸入正確的密碼實現開鎖，具有錯誤輸入報警功能。14、AVL樹是一種平衡二叉搜索樹。關于AVL樹的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.AVL樹通過旋轉操作來保持樹的平衡，左右子樹的高度差不超過1B.在AVL樹中進行插入和刪除操作后，需要通過調整來恢復平衡，時間復雜度為O(logn)C.AVL樹的查找效率在最壞情況下也能保證為O(logn)D.AVL樹的空間復雜度比普通二叉搜索樹高，不適合存儲大量數據15、設計一個模擬信號數字化系統，包括抽樣、量化和編碼模塊，確定合適的抽樣頻率和量化級數，分析系統性能。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細闡述在具有n個頂點的圖中，如何使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求解每對頂點之間的最短路徑，并分析其時間復雜度。2、（本題5分）詳細闡述B樹和B+樹的結構特點和區別，以及它們在數據庫中的應用。3、（本題5分）詳細說明在二叉樹中，如何計算節點的高度和深度，以及它們之間的關系。4、（本題5分）闡述B樹和B+樹的結構特點和適用場景，比較它們在數據存儲和查找方面的性能差異。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某在線教育平臺需要對課程的章節內容和學生的學習進度進行管理。課程信息包括課程編號、章節標題、內容、學習進度等，學生信息包括學生編號、學習的課程等。這些信息以塊狀鏈表的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）查詢某個學生在某門課程中的學習進度；（2）更新學生的學習進度；（3）按照學習進度對學生進行排序；（4）統計某門課程的學習完成率。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）某城市的公交路線管理系統需要存儲公交路線的信息，如路線編號、起點站、終點站、途經站點、發車時間等。系統要實現快速查找特定路線、按照路線長度對路線進行排序、新增和刪除路線、修改路線的發車時間等功能。請確定合適的數據結構，并詳細描述算法設計和代碼實現，同時分析其時間和空間復雜度。3、（本題5分）某旅游公司的旅游線路管理系統需要存儲旅游線路的信息，如線路編號、線路名稱、行程安排、價格、成團人數等。系統要能夠快速查找特定線路、按照價格對線路進行排序、新增旅游線路、修改線路信息、刪除冷門線路。請設計合適的數據結構和算法，并給出代碼實現和性能評估。4、（本題5分）一個在線課程平臺的作業管理系統需要記錄作業信息、學生提交情況和教師批改情況。作業信息包括作業ID、課程ID、作業內容、截止時間，學生提交情況包括學生ID、作業ID、提交時間、提交內容，教師批改情況包括作業ID、批改時間、批改分數、評語。請設計數據結構來管理作業數據，實現作業的發布、提交、批改、查詢，并統計學生的作業完成情況。5、（本題5分）某旅游網站需要管理大量的旅游線路信息，包括線路ID、線路名稱、行程安排、景點介紹、價格、成團人數等。設計數據結構來存儲這些旅游線路數據，能夠快速查詢特定線路、按照價格或行程天數分類、更新線路信息，并統計熱門線路。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）研究伸展樹在處理海量數據時的局限性，提出改進方向和設計方案。2、（本題10分）以鏈表為基礎，設計一