站名：站名：年級專業：姓名：學號：凡年級專業、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁西安航空學院《數據結構》

2022-2023學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、設計一個無線傳感器網絡節點電路，能夠采集環境數據并通過無線方式傳輸到中心節點，節點具有低功耗和自組網功能。2、設計一個基于DSP的圖像去噪系統，能夠去除圖像中的高斯噪聲和椒鹽噪聲，闡述算法原理和代碼實現。3、設計一個基于藍牙技術的無線耳機音頻傳輸系統，能夠實現高質量的音頻傳輸和穩定的連接。4、二叉搜索樹在數據查找和排序中有廣泛應用。假設我們正在維護一個二叉搜索樹。以下關于二叉搜索樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.插入操作時，通過比較節點值找到合適的位置插入新節點，保持二叉搜索樹的性質B.查找操作的時間復雜度在平均情況下為O(logn)，但在最壞情況下可能退化為O(n)C.刪除操作相對復雜，需要根據被刪除節點的子節點情況進行不同的處理D.只要按照一定的順序插入節點，二叉搜索樹就一定是平衡的，不需要進行平衡調整5、利用數字電路技術，設計一個圖書館自助借還書系統，實現圖書的自動借閱、歸還和管理。6、設計一個無線通信模塊擴展電路，能夠提高無線通信的距離和數據傳輸速率，并且具有加密功能。7、假設要對一組整數進行排序，這些整數的范圍較小（例如0到100），并且數據量較大。以下哪種排序算法在這種情況下可能表現最佳？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.計數排序8、設計一個數字電路中的狀態機實現數據的加密和解密功能，分析加密強度和效率。9、設計一個基于運算放大器的差分放大器電路，共模抑制比不小于80dB，用于放大差分信號并抑制共模干擾。10、設計一個使用硬件描述語言實現數字邏輯功能的模塊，如狀態機，進行功能仿真和綜合。11、在圖的遍歷算法中，深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS）是兩種基本方法。關于這兩種算法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.DFS從起始節點開始，沿著一條路徑盡可能深地訪問節點，然后回溯B.BFS從起始節點開始，逐層地訪問相鄰節點C.DFS和BFS的時間復雜度均與圖的節點數量和邊的數量有關，通常為O(n+m)，其中n是節點數量，m是邊的數量D.DFS適合用于查找最短路徑，BFS適合用于判斷圖是否連通12、設計一個基于數字信號處理的語音增強系統，能夠在噪聲環境下提高語音的清晰度和可懂度。13、設計一個衛星通信地面站的接收系統，包括天線、低噪聲放大器、下變頻器等模塊，計算接收靈敏度。14、設計一個基于AD9854的直接數字頻率合成器（DDS），輸出頻率范圍為1Hz至100MHz，相位分辨率小于1°，給出硬件設計和控制程序。15、設計一個基于單片機的智能門禁系統，能夠通過指紋識別、密碼輸入或刷卡方式進行身份驗證，控制門的開關。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細闡述如何在一個帶權有向圖中計算兩個頂點之間的次短路徑。2、（本題5分）闡述AVL樹的平衡調整機制，包括旋轉操作的類型和實現步驟，分析AVL樹與其他平衡二叉樹的異同。3、（本題5分）比較計數排序和歸并排序在適用數據規模上的差異。4、（本題5分）在一個鏈表中，如何查找鏈表的中間結點？三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某在線招聘平臺的簡歷篩選系統需要根據職位要求對求職者的簡歷進行篩選和匹配。簡歷包括求職者ID、個人信息、教育背景、工作經歷、技能證書，職位要求包括職位ID、所需技能、工作經驗、學歷要求。設計數據結構來存儲簡歷和職位要求數據，實現快速準確的篩選和匹配，并向招聘者推薦合適的簡歷。2、（本題5分）一個在線旅游攻略平臺需要存儲各地的旅游景點、美食推薦、住宿信息和用戶評價。設計數據結構來方便用戶查詢和規劃旅行路線。3、（本題5分）一個健身房的會員管理系統需要存儲會員信息，如會員編號、會員姓名、會員類型、會員期限、消費記錄等。系統要能夠快速查找特定會員、按照消費金額對會員進行排序、新增會員、修改會員信息以及刪除會員。請設計合理的數據結構和算法，并提供代碼實現和性能分析。4、（本題5分）一個大型數據庫系統需要對數據進行快速檢索和排序。數據以紅黑樹的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）插入一條新的數據記錄；（2）刪除一條指定的數據記錄；（3）按照某個字段對數據進行排序并輸出；（4）查找某個范圍內的數據記錄。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。5、（本題5分）一個城市的公共交通系統需要實時跟蹤公交車的位置和行駛路線，為乘客提供準確的到站時間預測。設計一種數據結構和算法，能夠高效地處理車輛位置信息，計算到站時間。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個高效的哈希函數，減少哈希沖突的發生，通過實驗評估其效果。2、（本題10分）設計一個程