渤海理工職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B》2023-2024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)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、設(shè)計(jì)一個(gè)基于形態(tài)學(xué)處理的圖像邊緣檢測(cè)系統(tǒng)，分析處理效果和算法復(fù)雜度。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的圖像去噪系統(tǒng)，能夠有效去除圖像中的噪聲，同時(shí)保持圖像細(xì)節(jié)。3、對(duì)于一個(gè)需要支持動(dòng)態(tài)調(diào)整大小的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，假設(shè)在程序運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)的數(shù)量可能會(huì)大幅增加或減少。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠較好地滿足這種需求？（）A.數(shù)組B.鏈表C.棧D.隊(duì)列4、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能充電控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池板輸出的電能進(jìn)行有效管理和存儲(chǔ)。5、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤電路，能夠測(cè)量物體的重量，測(cè)量范圍為0kg到10kg，精度為±0.01kg。6、設(shè)計(jì)一個(gè)使用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯功能的模塊，如狀態(tài)機(jī)，進(jìn)行功能仿真和綜合。7、在選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮多種因素。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.如果需要頻繁地在頭部和尾部進(jìn)行插入和刪除操作，雙端隊(duì)列可能是一個(gè)合適的選擇B.當(dāng)數(shù)據(jù)的查找操作遠(yuǎn)多于插入和刪除操作，且數(shù)據(jù)量較大時(shí)，二叉搜索樹可能比鏈表更合適C.對(duì)于需要快速合并操作的場(chǎng)景，如多個(gè)有序序列的合并，優(yōu)先隊(duì)列可能是一個(gè)好的選擇D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇只取決于操作的類型和頻率，不需要考慮數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和規(guī)模8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于編碼器和驅(qū)動(dòng)器的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，能夠精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。9、考慮哈希表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它通過哈希函數(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10、設(shè)計(jì)一個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）驅(qū)動(dòng)電路，使其能夠穩(wěn)定發(fā)光，具有亮度調(diào)節(jié)功能，并分析其效率和可靠性。11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，測(cè)量范圍為0至50V，精度為0.1V，采用ADC芯片實(shí)現(xiàn)，說明硬件電路和軟件算法。12、假設(shè)正在開發(fā)一個(gè)圖像識(shí)別系統(tǒng)，需要對(duì)圖像的特征向量進(jìn)行存儲(chǔ)和分類。為了能夠快速地找到相似的特征向量和進(jìn)行分類操作，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有用的？（）A.K-D樹，用于多維數(shù)據(jù)的搜索和分類B.B樹，高效存儲(chǔ)和檢索大量數(shù)據(jù)C.線段樹，處理圖像特征的區(qū)間信息D.并查集，合并相似的特征向量13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于編碼器和驅(qū)動(dòng)器的伺服電機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高精度的位置和速度控制。14、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制，闡述系統(tǒng)的控制算法和硬件實(shí)現(xiàn)。15、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，能夠?qū)㈦娮映拥臏y(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地或云端，方便查詢和分析。16、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率合成器電路，能夠產(chǎn)生不同頻率的正弦波、方波和三角波，頻率范圍為1Hz到10MHz。17、設(shè)計(jì)一個(gè)LED調(diào)光電路，能夠調(diào)節(jié)LED燈的亮度，調(diào)光范圍為0%到100%，并且具有記憶功能。18、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療儀器的精密電流源，提供穩(wěn)定、精確的電流輸出。19、在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，所有頂點(diǎn)的出度之和與入度之和的關(guān)系是：（）A.出度之和大于入度之和B.入度之和大于出度之和C.出度之和等于入度之和D.兩者沒有固定關(guān)系20、運(yùn)用電子信息工程知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能電網(wǎng)的監(jiān)控與管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力參數(shù)監(jiān)測(cè)、故障診斷和遠(yuǎn)程控制。21、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙4.2的智能門鎖系統(tǒng)，能夠通過手機(jī)APP進(jìn)行開鎖操作，并記錄開鎖記錄。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙的無線鼠標(biāo)，能夠與計(jì)算機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定的無線連接，實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的基本操作功能。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電二極管的光強(qiáng)度測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量環(huán)境光的強(qiáng)度，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。24、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)功率控制模塊，能夠根據(jù)信道條件動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)射功率，分析功率控制的精度和響應(yīng)速度。25、假設(shè)正在構(gòu)建一個(gè)基因序列分析工具，需要存儲(chǔ)大量的基因序列數(shù)據(jù)，并能夠快速地比較不同基因序列的相似性和差異性。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有助于提高分析效率的？（）A.后綴樹，用于高效的字符串匹配和比較B.前綴樹，快速查找基因序列的前綴C.二叉平衡樹，保持基因序列的有序存儲(chǔ)D.哈希圖，快速定位特定的基因序列26、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)擴(kuò)展和同步控制方案，分析計(jì)數(shù)范圍和同步性能。27、在排序算法的改進(jìn)和優(yōu)化中，常常結(jié)合多種算法的優(yōu)點(diǎn)。以下關(guān)于混合排序算法的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.可以將快速排序和插入排序結(jié)合，在小規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)使用插入排序B.混合排序算法能夠在不同情況下發(fā)揮不同算法的優(yōu)勢(shì)，提高整體性能C.設(shè)計(jì)混合排序算法時(shí)，需要考慮不同算法之間的切換時(shí)機(jī)和條件D.混合排序算法一定比單一的排序算法性能更好28、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，散列表（哈希表）用于快速查找數(shù)據(jù)。以下關(guān)于散列表的描述，錯(cuò)誤的是（）A.散列函數(shù)的設(shè)計(jì)對(duì)散列表的性能有很大影響B(tài).處理沖突的方法有開放地址法和鏈地址法C.散列表的查找時(shí)間復(fù)雜度始終為O(1)D.散列表的裝填因子會(huì)影響其性能29、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的智能家居網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同智能家居設(shè)備之間的互聯(lián)互通和集中控制。30、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能充電器電路，能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，為手機(jī)、平板電腦等設(shè)備充電，輸出電壓為5V。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要對(duì)員工的績(jī)效評(píng)估和培訓(xùn)記錄進(jìn)行管理。員工信息包括員工編號(hào)、姓名、績(jī)效評(píng)估、培訓(xùn)課程等。這些信息以優(yōu)先隊(duì)列的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）按照績(jī)效評(píng)估得分對(duì)員工進(jìn)行排序；（2）為績(jī)效優(yōu)秀的員工安排優(yōu)先培訓(xùn)課程；（3）刪除離職員工的信息；（4）統(tǒng)計(jì)參加過特定培訓(xùn)課程的員工人數(shù)。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）一個(gè)電影票務(wù)系統(tǒng)需要存儲(chǔ)電影場(chǎng)次信息，如場(chǎng)次編號(hào)、電影名稱、放映時(shí)間、影廳號(hào)、剩余座位數(shù)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定場(chǎng)次、按照剩余座位數(shù)對(duì)場(chǎng)次進(jìn)行排序、新增場(chǎng)次、刪除已結(jié)束場(chǎng)次以及修改場(chǎng)次的剩余座位數(shù)。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述實(shí)現(xiàn)這些功能的算法和代碼，以及對(duì)系統(tǒng)性能的影響。3、（本題5分）一個(gè)在線論壇需要管理帖子、回復(fù)、用戶信息和板塊分類等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，支持帖子的發(fā)布、刪除、查找和排序，回復(fù)的管理，用戶信息的存儲(chǔ)和權(quán)限設(shè)置，以及板塊的分類和管理，并能夠?qū)崿F(xiàn)熱門帖子和最新回復(fù)的展示。4、（本題5分）某航空公司的訂票系統(tǒng)需要對(duì)航班信息和乘客訂票情況進(jìn)行管理。航班信息包括航班號(hào)、起降時(shí)間、起降地點(diǎn)、座位數(shù)量等，乘客訂票信息包括乘客姓名、身份證號(hào)、航班號(hào)、座位號(hào)等。這些信息以哈希表和鏈表的組合形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個(gè)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(jì)每個(gè)航班的訂票人數(shù)。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）某學(xué)校的選課系統(tǒng)需要管理課程、教師、學(xué)生選課信息和課程容量等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)課程的開設(shè)、學(xué)生選課、退課和課程容量的調(diào)整操作，并能夠快速查詢某門課程的選課情況和剩余容量。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）比較插入排序和希爾排序在初始有序程度不同的情況下的性能差異。2、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組中，進(jìn)行荷蘭國(guó)旗問題的劃分，分析所使用的算法和時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）論述在圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，鄰接多重表的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景，與鄰接表的區(qū)別。4、（本題5分）在一個(gè)具有n個(gè)元素