湖北科技學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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)音頻濾波器擴(kuò)展電路，能夠增加濾波器的濾波類型和頻率范圍，并且具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。2、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的程控交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)若干用戶之間的通話連接和切換，考慮通話質(zhì)量和資源分配等問(wèn)題。3、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路制造中光刻膠的選擇和涂覆工藝優(yōu)化方案，提高光刻質(zhì)量。4、在鏈表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)通過(guò)指針相互連接。假設(shè)需要頻繁地在鏈表的頭部或中間插入和刪除元素。以下哪種鏈表結(jié)構(gòu)可能是最合適的選擇（）A.單向鏈表B.雙向鏈表C.循環(huán)鏈表D.靜態(tài)鏈表5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CPLD的數(shù)字頻率計(jì)，測(cè)量范圍為1Hz至100MHz，精度為1Hz，給出硬件描述語(yǔ)言代碼和測(cè)試結(jié)果。6、對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的帶權(quán)無(wú)向圖，使用Prim算法生成最小生成樹(shù)，其時(shí)間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(ne)7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于LTC3862的降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器，輸入電壓為12V，輸出電壓為5V/3A，給出電路設(shè)計(jì)和效率分析。8、設(shè)計(jì)一個(gè)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，采用PWM控制方式，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的平滑調(diào)速，包括電路設(shè)計(jì)和控制算法。9、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能熱水器控制器節(jié)能優(yōu)化電路，能夠根據(jù)天氣情況和用戶需求自動(dòng)優(yōu)化熱水器的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化。10、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能血壓計(jì)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量血壓值，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸。11、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)具有過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù)功能的直流電源電路。12、設(shè)計(jì)一個(gè)用于電動(dòng)汽車充電樁的控制系統(tǒng)，支持多種充電模式和計(jì)費(fèi)方式，給出系統(tǒng)組成和控制流程。13、隊(duì)列也是一種常見(jiàn)的線性表，具有特定的特性。關(guān)于隊(duì)列的特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.隊(duì)列遵循先進(jìn)先出（FIFO）的原則，插入在隊(duì)尾，刪除在隊(duì)頭B.循環(huán)隊(duì)列可以有效地解決普通隊(duì)列可能出現(xiàn)的假溢出問(wèn)題C.隊(duì)列的入隊(duì)和出隊(duì)操作的時(shí)間復(fù)雜度均為O(n)，其中n為隊(duì)列的長(zhǎng)度D.隊(duì)列在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度、消息緩沖等方面有廣泛應(yīng)用14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，采用PWM控制方式，能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)和調(diào)速功能，描述系統(tǒng)組成和控制算法。15、在一個(gè)需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行去重操作的數(shù)據(jù)處理任務(wù)中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地幫助實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.集合B.樹(shù)C.鏈表D.隊(duì)列二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何使用隊(duì)列實(shí)現(xiàn)層次遍歷二叉樹(shù)的操作，分析算法的步驟和時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）論述在二叉樹(shù)的變形結(jié)構(gòu)中，如紅黑樹(shù)、AVL樹(shù)，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的刪除操作。3、（本題5分）深入探討在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉搜索樹(shù)中，如何刪除一個(gè)值為x且有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某電商平臺(tái)的用戶行為分析系統(tǒng)需要存儲(chǔ)用戶的操作記錄，如用戶編號(hào)、操作類型（瀏覽、購(gòu)買、收藏、評(píng)價(jià)）、操作時(shí)間、操作對(duì)象等。系統(tǒng)要能夠快速分析用戶的行為模式、按照操作頻率對(duì)用戶進(jìn)行分類、新增用戶操作記錄、刪除過(guò)期記錄。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。2、（本題5分）一個(gè)大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的基本信息、工作經(jīng)歷、培訓(xùn)記錄和績(jī)效考核等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)組織這些數(shù)據(jù)，以便能夠快速地查詢員工信息、生成各類報(bào)表，并支持員工信息的更新和刪除操作。3、（本題5分）某音樂(lè)播放平臺(tái)需要管理大量的音樂(lè)文件信息，包括歌曲ID、歌曲名稱、歌手、專輯、播放次數(shù)、下載次數(shù)等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些音樂(lè)信息，能夠快速查找特定歌曲、按照歌手或?qū)］嫹诸?、更新播放和下載次數(shù)，并統(tǒng)計(jì)熱門歌曲。4、（本題5分）一個(gè)視頻網(wǎng)站需要管理大量的視頻資源，包括視頻信息、播放量、評(píng)論等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化視頻的存儲(chǔ)和檢索，快速響應(yīng)用戶的播放請(qǐng)求。5、（本題5分）在一個(gè)大型企業(yè)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)中，需要記錄項(xiàng)目信息、任務(wù)分配和進(jìn)度情況。項(xiàng)目信息包括項(xiàng)目ID、項(xiàng)目名稱、負(fù)責(zé)人、開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間，任務(wù)分配包括任務(wù)ID、項(xiàng)目ID、責(zé)任人、任務(wù)描述，進(jìn)度情況包括任務(wù)ID、完成百分比、更新時(shí)間。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理項(xiàng)目數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的查詢、任務(wù)的跟蹤、進(jìn)度的更新，并生成項(xiàng)目進(jìn)度報(bào)告。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題1