吉林建筑大學《數據結構B》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁吉林建筑大學《數據結構B》

2021-2022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2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、采用模擬電子技術設計一個運算跨導放大器（OTA），給出其性能特點和應用場景。2、對于一個具有n個節(jié)點的二叉搜索樹，其平均查找長度的期望值在什么量級？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)3、根據數字信號處理理論，設計一個圖像銳化處理系統，增強圖像的邊緣和細節(jié)信息。4、設計一個基于PLC的熱電廠鍋爐控制系統，實現對鍋爐水位、蒸汽壓力、溫度等參數的自動控制。5、假設正在設計一個網絡數據包過濾系統，需要根據數據包的源地址、目的地址、協議類型等信息進行快速的過濾和處理。以下哪種數據結構和算法的組合最適合實現數據包的高效過濾？（）A.決策樹和分類算法B.位圖和位運算C.圖和最短路徑算法D.數組和遍歷算法6、設計一個數字信號調制解調多模式電路，能夠支持多種調制解調方式，提高通信的靈活性。7、設計一個簡單的無線充電系統，輸出功率為5W，效率不低于70%，說明系統原理和關鍵部件。8、設計一個數字信號處理中IIR濾波器和FIR濾波器的性能比較方案，在相同條件下分析濾波效果和資源消耗。9、利用鎖相環(huán)技術設計一個頻率合成器，能夠輸出穩(wěn)定的、可調節(jié)的頻率信號，給出頻率合成器的整體架構和各部分的詳細設計。10、設計一個基于運算放大器的求和放大器電路，能夠實現多個輸入信號的加權求和。11、設計一個基于ARM處理器的嵌入式系統，實現特定的功能，如數據采集、處理和傳輸，描述系統的硬件架構和軟件編程思路。12、設計一個基于藍牙m(xù)esh技術的智能照明控制系統，能夠實現多個燈具的分組控制和場景切換。13、設計一個基于Arduino的智能寵物喂食器，能夠根據設定的時間和食量自動為寵物投放食物，并通過手機APP進行遠程控制和監(jiān)控。14、樹的存儲方式有多種，如雙親表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法等。假設要快速找到一個節(jié)點的父節(jié)點，以下哪種存儲方式可能最為合適？（）A.雙親表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式效果相同15、設計一個基于運算放大器的電壓比較器電路，能夠比較兩個輸入電壓的大小，并輸出高低電平信號。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋數據結構中棧的應用場景，如遞歸函數的實現、深度優(yōu)先搜索的輔助結構等，并說明其原理。2、（本題5分）解釋如何在一個具有n個元素的堆中，進行插入操作，并分析其時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）詳細說明如何在二叉搜索樹中查找第k小的元素，給出算法步驟和實現代碼，并分析其時間復雜度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某銀行的賬戶管理系統需要存儲客戶的賬戶信息，如賬戶號碼、客戶姓名、余額、交易記錄等。設計合適的數據結構來實現賬戶的開戶、銷戶、存款、取款、轉賬等操作，同時能夠快速查詢賬戶余額和交易明細，保障賬戶數據的安全性和準確性。2、（本題5分）一個社交網絡平臺需要管理用戶之間的好友關系。好友關系以鄰接表的形式存儲在圖結構中。請設計算法實現以下功能：（1）判斷兩個用戶是否為好友；（2）找出某個用戶的所有好友；（3）計算某個用戶的好友度數；（4）找出共同好友最多的兩個用戶。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）一個圖書館的讀者借閱管理系統需要存儲讀者的借閱信息，包括讀者編號、讀者姓名、借閱圖書編號、借閱日期、應還日期等。系統要支持快速查找讀者的借閱記錄、按照應還日期對借閱記錄進行排序、新增借閱、歸還圖書操作。請設計合適的數據結構和算法，并給出代碼實現和性能評估。4、（本題5分）某學校的圖書館管理系統需要記錄大量的圖書信息，包括圖書編號、書名、作者、出版社、出版年份、館藏數量、借閱狀態(tài)等。請為該系統設計數據結構，能夠快速查找特定圖書、按作者或出版社分類查詢、統計熱門圖書，并支持新書的入庫和舊書的刪除操作。5、（本題5分）某醫(yī)院的病歷管理系統需要對患者的病歷信息進行高效存儲和檢索。病歷信息包括患者編號、姓名、病癥、治療方案、主治醫(yī)師等?？紤]使用B樹或B+樹來存儲這些信息。請設計數據結構并實現以下功能：（1）插入一個新的病歷；（2）刪除一個指定的病歷；（3）根據患者編號快速查找病歷；（4）按病癥對病歷進行排序并輸出。分析所設計數據結構和算法的性能。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個數據結構，用于存儲