學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁東北石油大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)W》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能充電控制器，能夠?qū)?2V的蓄電池進(jìn)行充電管理，實(shí)現(xiàn)過充、過放保護(hù)，描述電路原理和控制策略。2、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)ASK、FSK、PSK等調(diào)制方式，給出系統(tǒng)的硬件電路和軟件實(shí)現(xiàn)。3、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)液位計(jì)電路，能夠同時(shí)測(cè)量環(huán)境溫度和液體液位高度，溫度精度為±0.1℃，液位測(cè)量范圍為0cm到100cm，精度為±1cm。4、當(dāng)需要構(gòu)建一個(gè)能夠表示家族關(guān)系的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)家庭成員，并且需要方便地查找某個(gè)成員的祖先和后代。以下哪種樹形結(jié)構(gòu)最合適？（）A.二叉樹B.二叉搜索樹C.多叉樹D.紅黑樹5、在圖結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，假設(shè)要為一個(gè)城市的交通網(wǎng)絡(luò)建模，其中節(jié)點(diǎn)表示交叉路口，邊表示道路，并且需要計(jì)算兩個(gè)地點(diǎn)之間的最短路徑。以下哪種圖算法最適合解決這個(gè)問題？（）A.深度優(yōu)先搜索B.廣度優(yōu)先搜索C.Dijkstra算法D.Floyd-Warshall算法6、紅黑樹也是一種自平衡的二叉搜索樹。假設(shè)我們正在研究一個(gè)紅黑樹。以下關(guān)于紅黑樹的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.紅黑樹通過對(duì)節(jié)點(diǎn)顏色的約束來保持一定程度的平衡B.紅黑樹的插入和刪除操作相對(duì)復(fù)雜，但能保證較好的性能C.紅黑樹的查找操作的時(shí)間復(fù)雜度在平均情況下優(yōu)于AVL樹D.紅黑樹在頻繁插入和刪除節(jié)點(diǎn)的情況下，性能比AVL樹更穩(wěn)定7、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)無線局域網(wǎng)（WLAN）的接入點(diǎn)（AP）設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多用戶的高速無線接入。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬積分器和比較器的電壓-頻率轉(zhuǎn)換器（VFC），分析其性能特點(diǎn)。9、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻混音器，能夠處理8路音頻輸入，實(shí)現(xiàn)音量、平衡和效果調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和電路實(shí)現(xiàn)。10、設(shè)計(jì)一個(gè)5V轉(zhuǎn)3.3V的LDO線性穩(wěn)壓器，輸出電流不小于200mA，給出電路原理圖和性能分析。11、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度傳感器電路，能夠測(cè)量環(huán)境溫度并將溫度值以數(shù)字形式顯示出來，精度要求在±1℃以內(nèi)。12、設(shè)計(jì)一個(gè)光纖通信中的色散補(bǔ)償模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)色散的有效補(bǔ)償，分析系統(tǒng)性能改善情況。13、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻的采集、編碼、存儲(chǔ)和播放，具備一定的音頻特效處理功能。14、基于通信協(xié)議設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸和錯(cuò)誤檢測(cè)，說明協(xié)議的選擇和實(shí)現(xiàn)過程。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，能夠通過電力線載波通信將電表數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊衅鳎瑢?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像縮放系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進(jìn)行任意比例的縮放。17、在一個(gè)大型電商網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫中，需要存儲(chǔ)和快速查找商品的信息，包括商品編號(hào)、名稱、價(jià)格、庫存數(shù)量等。為了實(shí)現(xiàn)高效的查找和操作，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。假設(shè)需要頻繁地根據(jù)商品編號(hào)查找商品的詳細(xì)信息，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.鏈表，便于動(dòng)態(tài)插入和刪除元素B.數(shù)組，支持隨機(jī)訪問C.二叉搜索樹，查找效率較高D.哈希表，能夠快速定位特定鍵的值18、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)中，常常需要進(jìn)行空間復(fù)雜度的分析。以下關(guān)于空間復(fù)雜度的描述，不正確的是：（）A.空間復(fù)雜度是指算法在運(yùn)行過程中所占用的存儲(chǔ)空間的量度，包括輸入數(shù)據(jù)占用的空間和額外輔助空間B.原地排序算法的空間復(fù)雜度通常為O(1)，因?yàn)樗恍枰~外的存儲(chǔ)空間來存儲(chǔ)排序過程中的數(shù)據(jù)C.鏈表的空間復(fù)雜度主要取決于節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，而不考慮指針?biāo)加玫目臻gD.空間復(fù)雜度的分析只考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身所占用的空間，不考慮操作系統(tǒng)和編譯器等因素的影響19、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器智能調(diào)節(jié)電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號(hào)的特點(diǎn)自動(dòng)調(diào)節(jié)均衡器的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上升、下降、停靠、開門、關(guān)門等邏輯控制和安全保護(hù)功能。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是塊狀鏈表及其優(yōu)勢(shì)。2、（本題5分）對(duì)于一個(gè)用哈希表存儲(chǔ)的整數(shù)對(duì)集合，解釋如何設(shè)計(jì)哈希函數(shù)和處理沖突，給出具體的示例和代碼。3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的無向圖，采用鄰接矩陣和鄰接表存儲(chǔ)時(shí)，它們?cè)诳臻g復(fù)雜度上有何不同？4、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)二叉搜索樹中進(jìn)行范圍刪除操作，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。5、（本題5分）解釋在圖的存儲(chǔ)中，鄰接多重表的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景，并與鄰接矩陣和鄰接表進(jìn)行比較。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用堆排序算法對(duì)一組結(jié)構(gòu)體（包含商品的編號(hào)和價(jià)格）按照編號(hào)進(jìn)行排序。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用字典樹存儲(chǔ)一組單詞，判斷給定單詞是否在字典樹中，輸出判斷結(jié)果。3、（本題5分）以哈希表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)酒店房間預(yù)訂管理系統(tǒng)，能夠快速查詢房間的預(yù)訂狀態(tài)。4、（本題5分）使用棧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)中綴表達(dá)式的括號(hào)合法性檢查。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在字符串中查找所有不重復(fù)的字符組合，輸出組合。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在一個(gè)在線考試的監(jiān)考系統(tǒng)中，需要實(shí)時(shí)記錄考生的答題情況、交卷時(shí)間、是否作弊等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來保障考試的公平性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，支持對(duì)考生答題過程的監(jiān)控和異常情況的處理。2、（本題10分）一個(gè)在線圖書館系統(tǒng)需要管理大量的圖書信息，包括書名、作者、ISBN號(hào)、出版年份、館藏?cái)?shù)量等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些圖書信息，實(shí)現(xiàn)圖書的添加、刪除、查找、借閱和歸還操作，并能夠