廣州大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實訓(xùn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁廣州大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實訓(xùn)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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(shè)計一個簡單的數(shù)字電壓表，能夠測量0-50V的直流電壓，精度達到0.1V，并用液晶顯示屏顯示測量結(jié)果。2、在一個分布式系統(tǒng)中，各個節(jié)點需要共享一些全局的狀態(tài)信息，并且能夠快速地檢測到狀態(tài)的變化。為了實現(xiàn)這種全局狀態(tài)的管理和同步，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能會被用到？（）A.分布式哈希表B.分布式鏈表C.分布式樹D.分布式棧3、設(shè)計一個集成電路制造中的化學(xué)氣相沉積（CVD）設(shè)備控制系統(tǒng)，優(yōu)化工藝參數(shù)。4、設(shè)計一個基于STM8的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設(shè)備，提供系統(tǒng)的硬件電路和軟件控制邏輯。5、設(shè)計一個基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)多個節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信和協(xié)同控制，闡述總線協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)。6、設(shè)計一個基于藍牙模塊的智能門鎖系統(tǒng)，能夠通過手機藍牙開鎖，并記錄開鎖記錄。7、設(shè)計一個太陽能路燈控制器，能夠根據(jù)環(huán)境光強自動控制路燈的開關(guān)和亮度，描述電路原理和控制策略。8、設(shè)計一個電子秤數(shù)據(jù)存儲電路，能夠?qū)㈦娮映拥臏y量數(shù)據(jù)存儲在本地或云端，方便查詢和分析。9、設(shè)計一個數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)高速電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，提高通信效率。10、設(shè)計一個數(shù)字溫度計濕度計電路，能夠同時測量環(huán)境溫度和濕度，溫度精度為±0.1℃，濕度精度為±2%RH。11、設(shè)計一個基于超聲波傳感器的距離測量系統(tǒng)，能夠測量物體與傳感器之間的距離，并顯示測量結(jié)果。12、設(shè)計一個基于UWB技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，定位精度達到厘米級，說明系統(tǒng)組成和定位算法。13、設(shè)計一個數(shù)字電壓表校準電路，能夠?qū)?shù)字電壓表進行校準，提高測量精度。14、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的音頻分離系統(tǒng)，能夠?qū)⒒旌弦纛l中的不同聲源分離出來。15、設(shè)計一個電源適配器，輸入為交流220V，輸出為直流5V/2A，具有過壓保護和短路保護功能，給出電路設(shè)計和變壓器參數(shù)計算。16、設(shè)計一個簡單的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)，描述網(wǎng)關(guān)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件功能。17、在一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的緩沖區(qū)管理中，需要有效地存儲和替換緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)頁，以提高數(shù)據(jù)庫的訪問性能。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于緩沖區(qū)的管理？（）A.LRU（最近最少使用）算法和鏈表B.FIFO（先進先出）算法和隊列C.MRU（最近最多使用）算法和棧D.Random（隨機）算法和數(shù)組18、棧是一種特殊的線性結(jié)構(gòu)，遵循后進先出的原則。假設(shè)一個程序中使用了棧來存儲數(shù)據(jù)。以下關(guān)于棧的描述，哪一項是不準確的？（）A.?？梢杂糜趯崿F(xiàn)函數(shù)調(diào)用時的參數(shù)傳遞和局部變量存儲B.入棧和出棧操作的時間復(fù)雜度均為O(1)C.可以使用數(shù)組或鏈表來實現(xiàn)棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)D.棧的存儲空間大小是固定的，無法動態(tài)擴展19、使用集成電路設(shè)計一個乘法器，給出乘法運算的速度和精度要求，并進行電路設(shè)計和優(yōu)化。20、設(shè)計一個基于單片機的智能電表系統(tǒng)，能夠準確測量電能消耗，并具有數(shù)據(jù)存儲、遠程通信等功能。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在歸并排序中，解釋歸并的概念和實現(xiàn)步驟，分析歸并排序的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，并舉例說明其應(yīng)用場景。2、（本題5分）詳細闡述在具有n個元素的雙向循環(huán)鏈表中，如何在指定位置插入節(jié)點，并給出具體的算法步驟和代碼實現(xiàn)。3、（本題5分）對于一個用鄰接表存儲的圖，說明如何判斷圖是否為平面圖，給出一種有效的算法并分析其時間復(fù)雜度。4、（本題5分）論述在二叉樹的變形結(jié)構(gòu)中，如紅黑樹、AVL樹，如何實現(xiàn)節(jié)點的刪除操作。5、（本題5分）分析KMP算法中next數(shù)組的計算方法和作用，以及如何通過優(yōu)化提高匹配效率。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲一個公司員工的信息，包括姓名、工號、部門、工資等，實現(xiàn)插入、刪除、查找和遍歷操作。2、（本題5分）以鏈表為基礎(chǔ)，設(shè)計一個旅游景點門票預(yù)訂管理系統(tǒng)，支持門票的預(yù)訂和退票。3、（本題5分）設(shè)計一個算法，用鄰接表表示一個無向圖，判斷圖是否為連通圖。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用圖的鄰接表存儲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)深度優(yōu)先和廣度優(yōu)先遍歷的動畫演示。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用于管理一個醫(yī)院的住院病人費用管理系統(tǒng)，能夠準確計算病人的住院費用。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某公司的項目任務(wù)分配系統(tǒng)需要對多個項目的任務(wù)和員工分配情況進行管理。任務(wù)信息包括任務(wù)編號、任務(wù)描述、負責(zé)人、截止日期等，員工信息包括員工編號、姓名、負責(zé)任務(wù)等?？紤]使用線索二叉樹來存儲這些信息。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）插入新的任務(wù)或員工信息；（2）刪除已完成的任務(wù)或離職員工信息；（3）按照截止日期對任務(wù)進行排序；（4）查找某個員工負責(zé)的所有任務(wù)。分析所設(shè)計算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題10分）某航空公司的訂票系統(tǒng)需要對航班信息和乘客訂票情況進行管理。航班信息包括航班號、起降時間、起降地點、座位數(shù)量等，乘客訂票信息包括乘客姓名、身份證號、航班號、座位號等。這些信息以哈希表和鏈表的組合形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個航班的剩余座位數(shù)量；（2）為乘客預(yù)訂指定航班的座位；（3）取消乘客的訂票；（4）統(tǒng)計每個航班