中南民族大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)中南民族大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2021-2022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20個(gè)小題，每小題2分，共40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、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器和定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和定時(shí)功能，并可設(shè)置不同的工作模式。2、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等基本動(dòng)作，并可通過(guò)遙控器進(jìn)行控制。3、在一個(gè)大頂堆中，若父節(jié)點(diǎn)的索引為i，則其左子節(jié)點(diǎn)的索引為？（）A.2i+1B.2iC.2i-1D.i/24、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的均衡器，能夠自適應(yīng)地補(bǔ)償信道失真，測(cè)試均衡效果和收斂速度。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理的人臉識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進(jìn)行人臉檢測(cè)、特征提取和識(shí)別，說(shuō)明算法的選擇和優(yōu)化。6、考慮哈希表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它通過(guò)哈希函數(shù)將鍵映射到存儲(chǔ)位置。假設(shè)需要快速查找和插入大量的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)的分布比較均勻。以下關(guān)于哈希表的負(fù)載因子，哪個(gè)說(shuō)法是正確的（）A.負(fù)載因子越大，哈希表的性能越好B.負(fù)載因子越小，哈希表的性能越好C.負(fù)載因子對(duì)哈希表的性能沒(méi)有影響D.負(fù)載因子應(yīng)根據(jù)具體情況選擇一個(gè)合適的值7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的智能車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)車(chē)位的占用情況，并將信息顯示在顯示屏上。8、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的工業(yè)以太網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的連接和數(shù)據(jù)交換，描述節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議。9、想象一個(gè)需要存儲(chǔ)大量學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)，并能夠快速找出最高成績(jī)和最低成績(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí)，還需要支持成績(jī)的插入和更新操作。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能最為合適？（）A.二叉搜索樹(shù)，能快速查找、插入和刪除元素，但平衡情況影響性能B.堆，特別是最大堆和最小堆，能快速獲取最大或最小元素，插入和更新操作相對(duì)復(fù)雜C.哈希表，查找特定成績(jī)效率高，但不便于直接找出最大和最小成績(jī)D.紅黑樹(shù)，自平衡的二叉搜索樹(shù)，保證了較高的查找和插入效率10、遞歸是一種在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法中常用的技術(shù)。以下關(guān)于遞歸的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.遞歸是指函數(shù)在其內(nèi)部調(diào)用自身的過(guò)程，常用于解決具有重復(fù)子問(wèn)題的問(wèn)題B.遞歸函數(shù)需要有終止條件，否則會(huì)導(dǎo)致無(wú)限遞歸，造成程序崩潰C.遞歸在處理樹(shù)形結(jié)構(gòu)和分治算法時(shí)非常方便，但可能會(huì)導(dǎo)致棧溢出的問(wèn)題D.遞歸的執(zhí)行效率總是高于非遞歸的實(shí)現(xiàn)方式，因此在所有情況下都應(yīng)該優(yōu)先使用遞歸11、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能路燈控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光線和交通流量自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈的亮度。12、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.將數(shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時(shí)間復(fù)雜度始終為O(nlog?n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復(fù)雜度較高，為O(n)13、二叉樹(shù)常用于實(shí)現(xiàn)查找操作，以下關(guān)于二叉樹(shù)查找效率的描述，正確的是：（）A.二叉樹(shù)的查找效率與樹(shù)的高度成正比，樹(shù)越高查找越慢B.平衡二叉樹(shù)的查找效率一定高于普通二叉樹(shù)C.滿(mǎn)二叉樹(shù)的查找效率最高，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)最規(guī)整D.無(wú)論二叉樹(shù)的結(jié)構(gòu)如何，查找操作的時(shí)間復(fù)雜度都是O(n)14、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路測(cè)試中的功能測(cè)試向量生成方案，提高測(cè)試覆蓋率和準(zhǔn)確性。15、設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀的生理信號(hào)處理電路，如心電、血壓等，給出電路設(shè)計(jì)和干擾抑制措施。16、設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶增益為0dB，阻帶衰減不小于40dB，用于濾除高頻噪聲。17、當(dāng)使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)隊(duì)列時(shí)，為了避免假溢出，通常采用循環(huán)隊(duì)列的方式。假設(shè)一個(gè)循環(huán)隊(duì)列的容量為10，當(dāng)前隊(duì)頭指針為3，隊(duì)尾指針為8。此時(shí)入隊(duì)一個(gè)元素后，隊(duì)尾指針應(yīng)該指向哪里（）A.9B.0C.7D.118、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的交換排序算法。以下關(guān)于冒泡排序的描述，錯(cuò)誤的是（）A.每一輪比較都能確定一個(gè)最大或最小的元素位置B.最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)C.最好情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)D.是一種穩(wěn)定的排序算法19、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻射頻放大器電路，工作頻率在5GHz，增益大于20dB，給出電路結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性分析。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的語(yǔ)音合成系統(tǒng)，能夠?qū)⑽谋巨D(zhuǎn)換為自然流暢的語(yǔ)音。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，如何處理有向圖中的重邊和自環(huán)。2、（本題5分）論述在不同負(fù)載因子下，哈希表的性能表現(xiàn)以及如何選擇合適的負(fù)載因子以提高效率。3、（本題5分）比較快速排序和選擇排序在最壞情況下的元素交換次數(shù)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用隊(duì)列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，模擬車(chē)輛的進(jìn)出和車(chē)位的分配。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)酒店客房的清潔狀態(tài)和預(yù)訂信息，支持客房狀態(tài)的更新和查詢(xún)。3、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)算法，計(jì)算一個(gè)圖的最小割。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)規(guī)劃程序，解決矩陣連乘問(wèn)題，輸出最優(yōu)乘法順序和最少乘法次數(shù)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈希表程序，采用鏈表處理哈希沖突，支持刪除操作后鏈表的整理，避免出現(xiàn)過(guò)多空鏈表。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)在線點(diǎn)餐系統(tǒng)需要管理菜品信息、菜單、用戶(hù)訂單和支付信息等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持菜品的添加、刪除和修改，菜單的生成，用戶(hù)訂單的處理和支付信息的記錄，并能夠快速處理高峰時(shí)段的大量訂單和優(yōu)化配送路線。2、（本