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頁武漢學院

《數據結構課程設計》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30個小題，每小題1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、設計一個高通橢圓濾波器電路，截止頻率為500Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于50dB，輸入信號頻率范圍為0-1kHz。2、根據通信原理，設計一個無線傳感器網絡的網關設備，實現傳感器數據的匯聚和轉發。3、設計一個基于無線通信技術的智能農業灌溉控制系統，根據土壤濕度和氣象條件自動控制灌溉。4、設計一個基于數字信號處理器（DSP）的音頻均衡器，能夠對不同頻段的音頻信號進行增益調整，改善音質。5、設計一個具有溫度補償功能的壓力傳感器測量電路，提高測量精度，給出電路設計和溫度補償算法。6、在數據結構的性能評估中，時間復雜度和空間復雜度是重要的指標，以下關于它們的說法，錯誤的是：（）A.時間復雜度反映了算法執行所需的時間與輸入規模之間的關系B.空間復雜度反映了算法執行所需的存儲空間與輸入規模之間的關系C.優先考慮時間復雜度較低的算法，空間復雜度可以忽略不計D.對于一些特殊的應用場景，可能需要在時間復雜度和空間復雜度之間進行權衡7、設計一個基于PLC的自動化倉儲系統，能夠實現貨物的自動入庫、出庫、存儲和檢索，提高倉儲效率。8、設計一個基于Zigbee和GPRS的遠程無線監測系統，實現數據的遠程傳輸和監控，描述系統的硬件組成和軟件流程。9、在一個物流配送系統中，需要根據各個配送點的位置和貨物需求，規劃出最優的配送路線，以最小化運輸成本和時間。以下哪種數據結構和算法常用于解決這類路徑規劃問題？（）A.蟻群算法使用的信息素矩陣B.模擬退火算法使用的隨機數生成器C.遺傳算法使用的染色體編碼D.A*算法使用的優先級隊列10、設計一個模擬集成電路中的反饋放大器，實現特定的增益和帶寬要求，分析反饋對穩定性的影響。11、設計一個數字音頻的多聲道處理系統，如5.1聲道或7.1聲道，實現音頻的空間定位和效果增強。12、在數據結構的實現中，動態內存分配是常見的操作。假設我們正在動態分配內存來存儲數據結構。以下關于動態內存分配的描述，哪一項是不準確的？（）A.使用動態內存分配可以根據實際需求靈活地調整數據結構的大小B.動態內存分配需要注意內存泄漏和內存碎片的問題C.釋放動態分配的內存時，必須使用對應的釋放函數，否則會導致內存泄漏D.只要程序正常結束，動態分配的內存會自動釋放，不需要手動處理13、設計一個基于單片機的智能家居控制系統，能夠實現對燈光、窗簾、空調等設備的遠程控制和智能場景切換功能。14、設計一個電子血壓計無線傳輸電路，能夠將血壓計的測量數據通過無線方式傳輸到手機或電腦進行分析和處理。15、設計一個數字通信系統中的噪聲抑制電路，降低系統內部噪聲對信號的影響，分析噪聲抑制效果。16、設計一個紅外線測距電路，能夠測量物體與傳感器之間的距離，測量范圍為10cm到100cm，精度為±1cm。17、設計一個圖像處理中的邊緣檢測算法，并在實際圖像上進行測試和優化，分析算法的復雜度和準確性。18、設計一個數字信號發生器擴展電路，能夠增加信號發生器的輸出信號類型和參數調節范圍，并且具有脈沖寬度調制功能。19、設計一個高速串行通信系統，采用PCIe接口，傳輸速率達到10Gbps，說明硬件實現和協議棧。20、設計一個數字通信系統中前向糾錯編碼（FEC）的性能評估和優化方案，分析編碼增益和復雜度。21、隊列也是一種特殊的線性表，遵循先進先出的原則。在實際應用中，隊列常用于（）A.操作系統的作業調度B.圖的廣度優先搜索算法C.緩存數據的管理D.以上都是22、使用單片機設計一個智能煙霧報警器，能夠靈敏檢測煙霧并及時發出警報。23、設計一個基于FPGA的數字信號濾波系統，支持在線參數調整和實時濾波，給出硬件設計和濾波算法優化。24、設計一個用于醫療儀器的信號放大器，能夠放大微弱的生理信號，如心電、腦電等，給出電路設計和噪聲抑制方法。25、在數據結構的選擇中，需要考慮多種因素。以下關于數據結構選擇的考慮因素，不正確的是：（）A.數據的規模和操作的頻繁程度B.存儲空間的限制C.算法的復雜度和效率D.只根據個人喜好選擇，不考慮實際需求26、設計一個高頻功率放大器電路，工作頻率在100MHz以上，輸出功率不小于10W，效率不低于50%，給出電路結構和調試方法。27、設計一個基于數字信號處理的音頻分離系統，能夠將混合音頻中的不同聲源分離出來。28、設計一個太陽能熱水器控制器，能夠自動控制水溫、水位和上水，描述電路原理和控制策略。29、設計一個基于模擬濾波器和放大器的音頻前置放大與濾波系統，提升音頻輸入質量。30、數據結構是計算機存儲、組織數據的方式。在眾多的數據結構中，線性表是一種基礎的數據結構。線性表具有多種存儲方式，如順序存儲和鏈式存儲。順序存儲的線性表在插入和刪除元素時，可能會面臨較大的移動操作。假設一個順序存儲的線性表已經存儲了大量元素，現在需要在中間位置插入一個新元素，以下關于這種操作的描述，正確的是：（）A.插入操作的時間復雜度為O(1)B.插入操作的時間復雜度為O(n)C.插入操作無需移動元素D.插入操作的時間復雜度與元素個數無關二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某學校的社團管理系統需要管理社團信息、成員信息、活動安排和經費使用等。設計一種數據結構來存儲這些信息，實現社團的創建、注銷和信息修改，成員的加入、退出和管理，活動的組織和記錄，以及經費的收支和統計，并能夠評估社團的活躍度和發展情況。2、（本題5分）某城市的停車場管理系統需要記錄車輛的入場時間、出場時間、車牌號和停車位置等信息。請設計合適的數據結構來存儲這些信息，實現車輛的入場登記、出場結算、車位查詢和停車費用計算，并能夠優化車位分配以提高停車場的利用率。3、（本題5分）一個在線音樂平臺的歌單管理系統需要對用戶創建的歌單和歌曲信息進行管理。歌單信息包括歌單編號、名稱、歌曲列表等，歌曲信息包括歌曲ID、名稱、歌手等。這些信息以鄰接多重表的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）查詢某個歌單中的歌曲；（2）向歌單中添加或刪除歌曲；（3）合并兩個歌單；（4）統計用戶創建的歌單數量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。4、（本題5分）一個在線購物車系統需要管理商品信息，包括商品編號、商品名稱、商品數量、商品單價、總價等。系統要能夠快速計算購物車總價、按照商品單價對商品進行排序、添加商品、修改商品數量、刪除商品。請設計合理的數據結構和算法，并提供代碼實現和性能分析。5、（本題5分）一個電商網站的推薦系統需要根據用戶的瀏覽歷史和購買行為為用戶推薦相關商品。用戶的行為數據以字符串的形式存儲，使用后綴樹來處理這些數據。請設計算法實現以下功能：（1）查找具有相似瀏覽歷史的用戶；（2）根據用戶的當前瀏覽行為預測可能感興趣的商品；（3）更新用戶的行為數據；（4）處理大量用戶數據時，如何優化后綴樹的性能。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入解釋在隊列的實現中，循環隊列和鏈式隊列的區別，以及它們在不同場景下的適用性。2、（本題5分）詳細闡述計數排序的局限性和適用條件。3、（本題5分）深入解釋在具有n個元素的鏈表中，如何查找鏈表的中間節點，并給出兩種不同的實現方法和代碼示例。4、（本題5分）在一個具有n個頂點的無向圖中，如何判斷兩個頂點之間是否存在簡單路徑，