站名：站名：年級專業：姓名：學號：凡年級專業、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁中國礦業大學徐海學院《數據結構實踐》

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、設計一個衛星通信地面站的接收系統，包括天線、低噪聲放大器、下變頻器等模塊，計算接收靈敏度。2、考慮到一個航班預訂系統，需要快速查找和預訂特定日期和航線的航班座位。同時，還需要能夠根據座位的可用性進行靈活的分配和調整。以下哪種數據結構能夠滿足這樣復雜的需求？（）A.線段樹B.二叉堆C.哈希表結合鏈表D.跳表結合平衡樹3、設計一個基于LoRaWAN的物聯網終端設備，實現低功耗遠距離數據傳輸，給出硬件架構和軟件流程。4、設計一個基于運算放大器的差分放大器電路，具有高共模抑制比和低噪聲特性。5、設計一個射頻收發電路，工作在特定頻段，能夠實現高效的信號發射和接收，同時具備良好的線性度和靈敏度。6、運用集成電路設計流程，設計一款用于工業控制的數字信號處理器芯片，滿足實時性和高精度要求。7、設計一個無線傳感器網絡節點電路，能夠采集環境數據并通過無線方式傳輸到中心節點，節點具有低功耗和自組網功能。8、字符串的操作和處理在計算機編程中經常遇到。對于字符串的匹配算法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.樸素的字符串匹配算法通過逐個字符比較來查找模式串在主串中的位置，時間復雜度較高B.KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法通過利用已經匹配的部分信息來提高匹配效率C.BM（Boyer-Moore）算法從右向左比較字符，在某些情況下性能優于KMP算法D.所有的字符串匹配算法在最壞情況下的時間復雜度都是O(m*n)，其中m是模式串長度，n是主串長度9、設計一個基于PLC的立體車庫控制系統，實現車輛的存取、車位的分配和安全監控功能。10、設計一個基于CPLD的脈沖寬度調制（PWM）發生器，實現可調占空比的PWM信號輸出，給出電路設計和性能測試。11、設計一個簡單的光電編碼器接口電路，能夠準確讀取編碼器的輸出信號，用于位置測量，闡述電路原理和接口程序。12、設計一個簡單的語音識別系統，能夠識別特定的語音指令，并執行相應的操作，說明系統架構和算法實現。13、設計一個音頻均衡器電路，能夠對不同頻段的音頻信號進行獨立的增益調節，以改善音頻質量。14、利用數字邏輯電路設計一個數字頻率合成器，能夠產生高精度、高穩定性的頻率信號。15、設計一個低通濾波器，采用橢圓濾波器設計，截止頻率為200Hz，通帶波紋和阻帶衰減滿足特定要求，給出電路參數和性能分析。16、歸并排序同樣是一種分治算法，它將數組不斷地分成兩半，然后將兩半合并成一個有序的數組。歸并排序的空間復雜度主要取決于：（）A.數組的初始大小B.遞歸的深度C.合并操作的次數D.數據的分布情況17、設計一個簡單的雷達測距系統，能夠測量目標物體的距離，并顯示測量結果，分析其測量精度和誤差來源。18、在數據結構的操作中，可能會出現時間和空間的權衡。以下關于時間和空間權衡的描述，不準確的是：（）A.有時候為了提高操作的時間效率，可能需要犧牲一些存儲空間，例如使用緩存來加速數據訪問B.某些數據結構在節省空間的同時，可能會導致操作的時間復雜度增加，例如壓縮存儲的數組C.在任何情況下，都應該優先考慮時間效率，而忽略空間的消耗，因為時間往往比空間更寶貴D.時間和空間的權衡需要根據具體的應用場景和需求來決定，沒有絕對的最優策略19、設計一個用于智能手機的充電管理電路，支持快充和普通充電模式，具備過壓、過流和過熱保護功能，闡述電路原理和芯片選型。20、設計一個衛星導航系統中的衛星軌道參數計算和預測模塊，分析軌道精度。21、假設要實現一個高效的緩存淘汰策略，除了LRU之外，還有一種常見的策略是FIFO（FirstInFirstOut）。以下哪種數據結構可以方便地實現FIFO策略？（）A.隊列，先進先出的特性符合FIFO要求B.棧，后進先出，不符合FIFO策略C.堆，用于優先級排序，不適合FIFOD.鏈表，需要額外的邏輯來實現FIFO22、設計一個基于FPGA的數字信號編碼系統，實現曼徹斯特編碼、NRZ編碼等常見編碼方式。23、根據傳感器技術，設計一個用于水質監測的生物傳感器系統，能夠檢測水中特定生物標志物的濃度。24、根據數字信號處理理論，設計一個數字濾波器，用于去除音頻信號中的噪聲，要求濾波器具有陡峭的截止頻率和較小的通帶波紋。25、運用通信網絡技術，設計一個智能工廠的工業以太網網絡架構，滿足生產設備的高速通信和協同工作需求。26、想象一個網絡數據包的緩存系統，數據包按照到達的先后順序存儲，并且當緩存滿時需要刪除最早到達的數據包。以下哪種數據結構適合實現這個緩存？（）A.循環隊列，能夠實現先進先出，并且容易判斷滿和空的狀態B.棧，后進先出，不符合數據包的處理順序C.優先隊列，根據優先級處理，不適合按到達順序處理D.圖，用于表示復雜的關系，不適合簡單的數據包緩存27、設計一個簡單的數字時鐘電路，使用數碼管顯示時間，具備小時、分鐘和秒的顯示功能，同時能夠通過按鍵進行時間的調整和設置。28、在數據結構的應用中，棧可以用于表達式求值。以下關于棧在表達式求值中的應用，說法不正確的是（）A.可以將中綴表達式轉換為后綴表達式，然后利用棧進行求值B.棧可以保存操作數和運算符，按照運算規則進行計算C.對于復雜的表達式，棧的使用可以簡化求值過程D.棧在表達式求值中只能用于中綴表達式，不能用于后綴表達式29、基于通信中的頻譜資源管理技術設計一個動態頻譜分配系統，提高頻譜利用率。30、設計一個基于單片機的水質凈化設備控制系統，能夠根據水質參數自動控制凈化過程。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一家超市的庫存管理系統需要記錄商品的庫存信息，包括商品編碼、商品名稱、庫存數量、進貨價格、銷售價格等。請設計數據結構來存儲庫存數據，實現商品的快速盤點、庫存預警、進貨和銷售操作，并統計商品的利潤。2、（本題5分）一個在線論壇需要管理帖子的主題、內容、作者、發布時間和回復信息。設計數據結構來組織這些數據，方便用戶瀏覽、搜索和回復帖子。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）某在線游戲的排行榜系統需要記錄玩家的得分和排名，并能夠實時更新。設計一種數據結構和算法，高效地處理排名變化和查詢操作。5、（本題5分）一個社交網絡平臺需要管理用戶之間的好友關系。好友關系以鄰接表的形式存儲在圖結構中。請設計算法實現以下功能：（1）判斷兩個用戶是否為好友；（2）找出某個用戶的所有好友；（3）計算某個用戶的好友度數；（4）找出共同好友最多的兩個用戶。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）解釋線段樹在處理區間查詢時的時間復雜度優化方法。2、（本題5分）深入分析在具有n個元素的有序鏈表中，如何進行插入操作以保持鏈表的有序性，同時處理重復插入的情況。3、（本題5分）對于一個用鏈表實現的隊列，如何實現隊列的清空操作，分析其時間復雜度和空間復雜度。4、（本