湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)A》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)A》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______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2分，共30分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個數(shù)字對講機(jī)的語音加密系統(tǒng)，保障通信內(nèi)容的安全性。2、動態(tài)數(shù)組是一種可以動態(tài)調(diào)整大小的數(shù)組。以下關(guān)于動態(tài)數(shù)組的描述，錯誤的是：（）A.動態(tài)數(shù)組可以根據(jù)需要自動增加或減少存儲空間B.動態(tài)數(shù)組在插入元素時可能需要重新分配內(nèi)存C.動態(tài)數(shù)組的實(shí)現(xiàn)通?；陟o態(tài)數(shù)組D.動態(tài)數(shù)組的性能一定優(yōu)于靜態(tài)數(shù)組3、設(shè)計(jì)一個基于熱電偶的溫度測量系統(tǒng)，能夠測量較高溫度范圍，并對測量結(jié)果進(jìn)行冷端補(bǔ)償和線性化處理。4、在一個編譯器的符號表實(shí)現(xiàn)中，需要存儲變量名、類型、作用域等信息，并能夠快速查找、插入和刪除符號。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.紅黑樹，平衡的搜索結(jié)構(gòu)B.鏈表，動態(tài)操作方便C.棧，后進(jìn)先出管理符號D.隊(duì)列，先進(jìn)先出處理符號5、設(shè)計(jì)一個太陽能充電控制器電路，能夠?qū)μ柲茈姵匕宓妮敵鲞M(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT），并對蓄電池進(jìn)行合理充電管理，給出電路原理和控制策略。6、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲中，稀疏矩陣有著特殊的存儲方式。假設(shè)我們正在處理一個稀疏矩陣。以下關(guān)于稀疏矩陣存儲的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用三元組表、十字鏈表等方式來存儲稀疏矩陣，節(jié)省存儲空間B.稀疏矩陣的存儲方式選擇取決于矩陣的稀疏程度和操作需求C.對于頻繁進(jìn)行矩陣乘法的稀疏矩陣，使用壓縮存儲方式可能會降低效率D.無論稀疏矩陣的規(guī)模多大，使用任何存儲方式的效果都相同7、在一個圖的表示和處理中，如果圖的邊數(shù)相對較少，并且需要快速判斷兩個頂點(diǎn)之間是否存在邊，以下哪種圖的存儲結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的？（）A.鄰接矩陣，直觀表示頂點(diǎn)之間的關(guān)系B.鄰接表，節(jié)省存儲空間C.十字鏈表，方便進(jìn)行頂點(diǎn)和邊的操作D.邊集數(shù)組，集中存儲邊的信息8、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個直流電機(jī)驅(qū)動器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動控制。9、基于通信中的同步技術(shù)設(shè)計(jì)一個數(shù)字通信接收系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確接收和同步。10、設(shè)計(jì)一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電表抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動抄表和數(shù)據(jù)管理。11、在一個物流配送系統(tǒng)中，需要根據(jù)各個配送點(diǎn)的位置和貨物需求，規(guī)劃出最優(yōu)的配送路線，以最小化運(yùn)輸成本和時間。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于解決這類路徑規(guī)劃問題？（）A.蟻群算法使用的信息素矩陣B.模擬退火算法使用的隨機(jī)數(shù)生成器C.遺傳算法使用的染色體編碼D.A*算法使用的優(yōu)先級隊(duì)列12、設(shè)計(jì)一個具有自動增益控制和動態(tài)范圍壓縮功能的音頻處理系統(tǒng)，提高音頻質(zhì)量，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和性能評估。13、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。在堆的操作中，以下描述錯誤的是（）A.大根堆中，根節(jié)點(diǎn)的值大于其左右子節(jié)點(diǎn)的值B.小根堆中，根節(jié)點(diǎn)的值小于其左右子節(jié)點(diǎn)的值C.可以通過堆排序算法對數(shù)組進(jìn)行排序D.堆的插入和刪除操作時間復(fù)雜度為O(n)14、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個高精度的電壓基準(zhǔn)源電路，輸出電壓具有極低的溫度系數(shù)和長期穩(wěn)定性。15、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進(jìn)行實(shí)時邊緣檢測，采用Sobel算子，給出硬件架構(gòu)和Verilog代碼實(shí)現(xiàn)。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，闡述線性表的順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯Φ膬?yōu)缺點(diǎn)，并舉例說明在何種情況下更適合使用哪種存儲方式。2、（本題5分）解釋如何在一個具有n個頂點(diǎn)的圖中計(jì)算每個頂點(diǎn)的鄰居頂點(diǎn)數(shù)量。3、（本題5分）論述在一個具有n個元素的鏈表中，如何實(shí)現(xiàn)鏈表節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)交換。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個社交媒體平臺中，需要管理用戶的關(guān)注關(guān)系和發(fā)布的動態(tài)信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲用戶之間的關(guān)注關(guān)系和動態(tài)信息，支持快速查詢用戶的關(guān)注者和被關(guān)注者列表，以及獲取用戶發(fā)布的最新動態(tài)，并能夠高效地推送動態(tài)給關(guān)注者。2、（本題5分）在一個在線考試的監(jiān)考系統(tǒng)中，需要實(shí)時記錄考生的答題情況、交卷時間、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，支持對考生答題過程的監(jiān)控和異常情況的處理。3、（本題5分）某在線教育平臺需要對課程的章節(jié)內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行管理。課程信息包括課程編號、章節(jié)標(biāo)題、內(nèi)容、學(xué)習(xí)進(jìn)度等，學(xué)生信息包括學(xué)生編號、學(xué)習(xí)的課程等。這些信息以塊狀鏈表的形式存儲。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個學(xué)生在某門課程中的學(xué)習(xí)進(jìn)度；（2）更新學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度；（3）按照學(xué)習(xí)進(jìn)度對學(xué)生進(jìn)行排序；（4）統(tǒng)計(jì)某門課程的學(xué)習(xí)完成率。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（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(xué)生報名列表等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲課程數(shù)據(jù)，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(xué)生報名情況，并統(tǒng)計(jì)每門課程的報名人數(shù)。5、（本題5分）在一個在線課程學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，學(xué)生需要完成一系列的課程任務(wù)，每個任務(wù)有不同的要求和截止日期。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來記錄學(xué)生的任務(wù)完成情況，包括已完成任務(wù)、未完成任務(wù)、任務(wù)提交時間、得分等，能夠?qū)崟r跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度并及時提醒學(xué)生即將到期的任務(wù)。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個小題，共30分)1、（本