遼寧科技學院《數據結構》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《數據結構》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______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1分，共15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、設計一個基于編碼器和驅動器的伺服電機控制系統(tǒng)，實現高精度的位置和速度控制。2、在樹的存儲結構中，除了二叉樹，還有多叉樹。假設一個多叉樹的每個節(jié)點的孩子節(jié)點數量不確定，以下哪種存儲方式可能更靈活（）A.雙親表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式都不靈活3、根據數字信號處理理論，設計一個視頻壓縮編碼的硬件加速模塊，提高視頻處理速度。4、設計一個基于CPLD的數字邏輯電路，實現一個8位加法器和8位乘法器，給出硬件描述語言代碼和仿真結果。5、假設正在開發(fā)一個操作系統(tǒng)的內存管理模塊，需要有效地分配和回收內存空間，并且能夠快速查找空閑的內存塊。以下哪種數據結構可能是最合適的選擇？（）A.二叉搜索樹，存儲內存塊的信息B.鏈表，記錄內存塊的使用情況C.哈希表，快速定位空閑內存塊D.數組，直接分配和管理內存6、設計一個基于藍牙低能耗（BLE）的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測心率、運動步數和睡眠質量，并與手機進行數據同步，說明硬件設計和軟件架構。7、棧是一種特殊的線性表，其操作遵循后進先出的原則。關于棧的應用，以下說法錯誤的是（）A.?？梢杂糜诒磉_式求值B.?？梢杂糜趯崿F函數調用時的參數傳遞和返回地址保存C.?？梢杂糜趯⑦f歸算法轉換為非遞歸算法D.棧不適合用于判斷一個字符串是否是回文8、設計一個用于醫(yī)療成像設備的信號采集系統(tǒng)，如CT、MRI等，能夠實現高速、高精度的數據采集，給出系統(tǒng)架構和接口設計。9、運用通信網絡技術，設計一個遠程醫(yī)療診斷系統(tǒng)的網絡架構，實現患者數據的實時傳輸和醫(yī)生的遠程診斷。10、考慮哈希沖突的解決方法，開放定址法和鏈地址法是常見的策略。假設一個哈希表的負載較高，容易發(fā)生沖突。以下哪種方法在這種情況下可能表現更好（）A.開放定址法B.鏈地址法C.兩種方法效果相同D.無法確定11、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索是兩種基本方法。以下關于這兩種算法的描述中，不正確的是（）A.深度優(yōu)先搜索使用棧來實現，廣度優(yōu)先搜索使用隊列來實現B.深度優(yōu)先搜索可能會陷入死循環(huán)，廣度優(yōu)先搜索不會C.對于同一個圖，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索得到的遍歷結果一定相同D.這兩種算法都可以用于求解圖的連通性問題12、運用電子信息工程知識，設計一個智能電網的監(jiān)控與管理系統(tǒng)，實現電力參數監(jiān)測、故障診斷和遠程控制。13、設計一個用于雷達系統(tǒng)的中頻放大器，帶寬為10MHz，增益為50dB，噪聲系數小于5dB，闡述電路結構和器件選擇。14、考慮一個在線游戲的玩家排行榜系統(tǒng)，需要根據玩家的得分實時更新排名，并且能夠快速獲取前幾名的玩家信息。以下哪種數據結構和算法的組合可能是最合適的？（）A.用數組存儲玩家信息，每次更新進行全排序B.構建大根堆來存儲玩家得分，便于獲取前幾名C.利用鏈表存儲，通過比較逐個更新排名D.使用二叉搜索樹，根據得分進行排序和查找15、設計一個基于藍牙Mesh技術的智能照明控制系統(tǒng)，實現對多個燈具的分組控制和場景切換。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在一個二叉樹中，如何實現層序遍歷的非遞歸實現？2、（本題5分）深入分析在一個具有n個頂點和e條邊的帶權無向圖中，如何使用弗洛伊德算法求解所有頂點對之間的最短路徑。3、（本題5分）論述跳表的查找性能與層數之間的關系，并分析最優(yōu)層數的選擇策略。4、（本題5分）解釋如何在一個帶權有向圖中計算源點到所有頂點的最長路徑長度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某電商平臺需要對商品進行分類管理，并支持快速查詢和更新商品信息。請設計合適的數據結構來存儲商品分類信息，包括分類名稱、編號、父分類等，并實現添加、刪除、查找和修改分類的操作。同時，考慮如何優(yōu)化數據結構以提高操作的效率。2、（本題5分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲員工的基本信息，如員工編號、姓名、年齡、職位、工資等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定員工的信息、按照工資高低對員工進行排序、新增和刪除員工記錄，并且支持對員工信息的修改。請確定合適的數據結構，并詳細闡述如何實現這些功能，包括算法設計和代碼實現，以及對性能的分析。3、（本題5分）一個在線租房平臺需要管理房源信息、租客信息、租賃合同和租金支付等。設計一種數據結構來存儲這些信息，支持房源的發(fā)布、查找和修改，租客的注冊和信息管理，租賃合同的簽訂和租金支付記錄，并能夠保障交易的安全和糾紛處理。4、（本題5分）一個學校的教師教學評價管理系統(tǒng)需要存儲教師評價信息，如教師編號、教師姓名、評價課程、評價分數、評價內容等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定教師的評價、按照評價分數對教師進行排序、新增評價、修改評價以及刪除評價。請設計合適的數據結構和算法，并給出代碼實現和性能分析。5、（本題5分）一個物流配送中心需要對貨物的配送路徑進行規(guī)劃。配送地點以圖的形式表示，邊的權重表示兩地之間的距離。請設計算法實現以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到從起點到終點的最短路徑；（2）判斷圖中是否存在負權邊，如果有，如何處理；（3）使用弗洛伊德算法計算所有點對之間的最短路徑；（4）如果新增一個配送地點，如何更新最短路徑。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）使用圖的深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷算法，設計一個程序，找出一個復雜網絡中的所有強連通分量。2、（本題10分）設計一