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?！堋狻€…………第1頁，共1頁湖北健康職業學院《數據結構及算法（Python）》

2023-2024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30個小題，每小題1分，共30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、隊列也是一種常見的線性表，具有特定的特性。關于隊列的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.隊列遵循先進先出（FIFO）的原則，插入在隊尾，刪除在隊頭B.循環隊列可以有效地解決普通隊列可能出現的假溢出問題C.隊列的入隊和出隊操作的時間復雜度均為O(n)，其中n為隊列的長度D.隊列在計算機操作系統的作業調度、消息緩沖等方面有廣泛應用2、設計一個數字通信中的多址接入方案，如CDMA，實現多個用戶的同時通信，分析系統容量和干擾情況。3、設計一個基于模擬積分器的積分型模數轉換器（ADC），分析其轉換精度和速度。4、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。以下關于冒泡排序的說法，不正確的是：（）A.冒泡排序通過反復比較相鄰元素并交換位置，將最大（或最小）元素逐步“浮”到數組的一端B.冒泡排序在最好情況下的時間復雜度為O(n)，在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)C.冒泡排序是一種穩定的排序算法，即相同元素的相對順序在排序前后保持不變D.冒泡排序的空間復雜度較高，需要額外的大量存儲空間5、設計一個光通信收發模塊的驅動電路，能夠穩定驅動光收發器件，給出電路設計和性能測試結果。6、設計一個高通濾波器，采用有源濾波器設計，截止頻率為5kHz，通帶增益為1，阻帶衰減大于40dB，給出電路參數和性能測試。7、設計一個無線通信中的毫米波通信系統，考慮波束成形和信道估計等關鍵技術。8、利用數字邏輯電路設計一個電梯控制系統，實現電梯的上下運行、樓層停靠和超載檢測等功能。9、圖是一種復雜的數據結構，包含頂點和邊。假設存在一個無向圖，頂點分別為A、B、C、D、E，邊的集合為{(A,B),(A,C),(B,D),(C,D),(D,E)}。使用深度優先搜索算法從頂點A開始遍歷，以下哪個遍歷順序是可能的？（）A.A-B-C-D-EB.A-C-B-D-EC.A-B-D-C-ED.A-E-D-C-B10、在數據結構的應用中，?？梢杂糜诒磉_式求值。以下關于棧在表達式求值中的作用，哪一項描述是不正確的？（）A.棧可以用來存儲操作數和運算符，按照特定的規則進行計算B.遇到運算符時，從棧中彈出相應數量的操作數進行運算，將結果壓入棧中C.對于中綴表達式，直接使用棧進行求值，無需進行任何轉換D.棧在處理括號和優先級時發揮重要作用，能夠正確計算復雜的表達式11、設計一個基于模擬濾波器和放大器的音頻前置放大與濾波系統，提升音頻輸入質量。12、假設要設計一個算法來找出一個整數數組中所有出現次數超過一半的元素。以下哪種數據結構和算法的結合可能是最有效的？（）A.哈希表記錄元素出現次數，然后篩選出次數超過一半的元素B.排序數組，然后通過遍歷找出出現次數超過一半的元素C.棧，存儲元素并進行比較，難以實現此功能D.隊列，先進先出，不適合統計元素出現次數13、設計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統，能夠實現視頻的縮放、旋轉和色彩調整等功能。14、設計一個用于太陽能路燈的控制器，能夠根據光照強度自動控制路燈開關和亮度調節，給出電路原理和控制策略。15、設計一個高頻開關電源，輸出電壓為24V/10A，效率不低于85%，給出拓撲結構選擇和元件參數計算。16、設計一個基于藍牙技術的無線數據傳輸系統，實現兩個設備之間的穩定數據通信，考慮傳輸距離和數據速率。17、在選擇排序算法時，需要考慮多種因素，如數據規模、數據特點、時間復雜度和空間復雜度等。對于一個基本有序的數組，以下哪種排序算法的性能較好：（）A.冒泡排序B.快速排序C.插入排序D.選擇排序18、在圖的數據結構中，鄰接矩陣和鄰接表是兩種常見的存儲方式。關于這兩種存儲方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.鄰接矩陣使用二維數組來表示圖中節點之間的關系，空間復雜度較高B.鄰接表使用鏈表或數組來存儲節點的鄰接節點，適用于稀疏圖C.對于稠密圖，鄰接表的存儲方式比鄰接矩陣更節省空間D.無論是鄰接矩陣還是鄰接表，在判斷兩個節點是否相鄰時，時間復雜度都是O(1)19、運用集成電路知識，設計一款用于智能手表的低功耗藍牙通信芯片，具備穩定的連接和低能耗特性。20、運用集成電路工藝，設計一款用于手機的電源管理芯片，具備充電管理、電量監測和過壓保護等功能。21、設計一個數字信號調制解調高速電路，能夠實現更高的數據傳輸速率，提高通信效率。22、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。23、設計一個圖像處理中的圖像壓縮率失真優化方案，分析壓縮效率和圖像質量的平衡。24、設計一個基于RFID技術的門禁系統，能夠識別合法的RFID標簽并控制門的開關，描述系統的硬件組成和軟件流程。25、設計一個音頻降噪電路，能夠有效降低環境噪聲對音頻信號的影響，給出電路設計和降噪效果測試。26、運用集成電路設計方法，設計一款用于智能電表的專用集成電路芯片，實現電能計量和數據通信功能。27、在一個操作系統的進程調度中，多個進程需要競爭CPU資源，系統根據進程的優先級和等待時間進行調度。以下哪種數據結構可以有效地管理進程的狀態和信息？（）A.紅黑樹，平衡存儲進程數據B.鏈表，簡單記錄進程順序C.數組，按固定順序存儲進程D.堆，根據優先級調整進程位置28、設計一個光耦隔離的數字輸入輸出模塊，實現與外部設備的電氣隔離通信，給出電路參數和應用示例。29、設計一個簡單的電力線通信系統，能夠在電力線上實現數據傳輸，包括調制解調電路和通信協議。30、在數據結構的優化中，有多種方法可以提高性能。假設我們正在優化一個數據結構。以下關于數據結構優化的描述，哪一項是不準確的？（）A.選擇合適的數據結構和算法是優化的基礎B.利用緩存局部性原理可以提高數據訪問的效率C.過度的優化可能會導致代碼的復雜性增加，反而降低了可維護性D.數據結構的優化只需要考慮時間復雜度的降低，空間復雜度可以忽略二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某學校的課程管理系統需要存儲課程的相關信息，包括課程編號、課程名稱、授課教師、選課學生名單等。設計一種數據結構來存儲課程信息，實現課程的添加、刪除、查找和修改操作，并能夠快速獲取某門課程的選課學生名單和授課教師信息。2、（本題5分）在一個在線教育平臺中，需要管理課程資源、學生學習進度、作業和考試成績等。設計一種數據結構來存儲這些信息，支持課程資源的上傳、下載和更新，學生學習進度的跟蹤，作業的布置和批改，考試成績的記錄和分析，并能夠根據學生學習情況提供個性化的學習建議。3、（本題5分）某酒店的客房預訂系統需要管理客房信息，包含客房編號、房型、價格、入住狀態、預訂客人姓名等。系統要支持快速查找特定客房、按照價格對客房進行排序、新增客房預訂、取消預訂以及修改客房的入住狀態。請設計合理的數據結構和算法，并提供完整的代碼實現和性能分析。4、（本題5分）一個超市的促銷活動管理系統需要存儲促銷活動的信息，如活動編號、活動名稱、活動時間、優惠方式、參與商品等。系統要支持快速查找特定促銷活動、按照活動時間對活動進行排序、新增促銷活動、修改活動規則、結束活動。請確定恰當的數據結構，并詳細闡述算法和代碼實現，以及性能優化策略。5、（本題5分）在一個在線課程平臺上，有大量的課程信息需要管理，包括課程ID、課程名稱、授課教師、課程簡介、學生報名列表等。設計數據結構來存儲課程數據，能夠快速查詢特定課程、按教師或課程類型分類、添加或刪除課程、更新學生報名情況，并統計每門課程的報名人數。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入分析在一個具有n個元素的鏈表中，如何刪除所有值為x的節點。2、（本題5分）論述如何使用回溯法解決組合總和問題。3、（本題5分）解釋數據結構中棧的應用場景，如回溯算法、迷宮求解等，并說明