裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與GS算法》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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)計一個基于光電編碼器的工業(yè)機器人關(guān)節(jié)位置檢測系統(tǒng)，精度達到0.01°。2、設(shè)計一個基于51單片機的電子時鐘，具有時分秒顯示、設(shè)置和鬧鐘功能，給出硬件電路和程序代碼。3、假設(shè)正在實現(xiàn)一個電話號碼簿程序，需要快速根據(jù)姓名查找對應(yīng)的電話號碼。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.二叉搜索樹，進行姓名查找B.冒泡排序后的數(shù)組，順序查找C.哈希表，直接定位電話號碼D.插入排序后的數(shù)組，二分查找4、在一個具有n個頂點的有向圖中，所有頂點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5、設(shè)計一個用于數(shù)控機床的位置控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的位置定位和運動控制，說明控制算法和驅(qū)動器配置。6、在樹的遍歷中，如果需要按照層次從上到下、從左到右的順序訪問節(jié)點，應(yīng)該使用哪種遍歷方式（）A.先序遍歷B.中序遍歷C.后序遍歷D.層次遍歷7、運用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計一個遠程醫(yī)療診斷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實現(xiàn)患者數(shù)據(jù)的實時傳輸和醫(yī)生的遠程診斷。8、根據(jù)電子電路原理，設(shè)計一個用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤（MPPT）控制器，提高太陽能的利用效率。9、使用集成電路設(shè)計一個DAC轉(zhuǎn)換器，給出轉(zhuǎn)換分辨率和建立時間等性能指標，并進行電路設(shè)計和測試。10、設(shè)計一個簡單的無線遙控系統(tǒng)，控制距離不小于50米，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個設(shè)備的開關(guān)控制，說明系統(tǒng)組成和編碼方式。11、設(shè)計一個高速串行通信接口，采用USBType-C接口，傳輸速率達到10Gbps，說明硬件實現(xiàn)和協(xié)議棧。12、設(shè)計一個基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)和生產(chǎn)參數(shù)，實現(xiàn)故障預(yù)警。13、設(shè)計一個具有自動增益控制和濾波功能的音頻前置放大器，給出電路設(shè)計和性能指標測試。14、使用單片機設(shè)計一個智能溫度控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)設(shè)定溫度自動控制加熱或制冷設(shè)備，保證環(huán)境溫度穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。15、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機存儲、組織數(shù)據(jù)的方式。在研究數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于線性表的描述，錯誤的是（）A.線性表可以順序存儲，也可以鏈式存儲B.順序存儲的線性表可以隨機訪問任意元素，時間復(fù)雜度為O(1)C.鏈式存儲的線性表在插入和刪除操作時，不需要移動大量元素，效率較高D.線性表的長度是固定的，不能動態(tài)變化二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述紅黑樹的插入操作中，顏色調(diào)整的具體步驟和邏輯。2、（本題5分）詳細說明如何在一個二叉搜索樹中查找最大和最小元素。3、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場景，如函數(shù)調(diào)用棧的模擬、深度優(yōu)先搜索的非遞歸實現(xiàn)等，并說明其原理。4、（本題5分）詳細說明快速排序算法的基本思想和步驟，并分析其在最壞情況下的時間復(fù)雜度和平均情況下的時間復(fù)雜度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個學校的實驗室設(shè)備管理系統(tǒng)需要存儲設(shè)備的信息，如設(shè)備編號、設(shè)備名稱、設(shè)備類型、購買日期、使用狀態(tài)等。系統(tǒng)要支持快速查找特定設(shè)備、按照購買日期對設(shè)備進行排序、新增設(shè)備、維修設(shè)備、報廢設(shè)備。請確定恰當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。2、（本題5分）一個學校的選課系統(tǒng)需要管理課程和學生的選課信息，包括課程編號、課程名稱、授課教師、選課學生名單等。系統(tǒng)要支持快速查找特定課程的選課情況、按照選課人數(shù)對課程進行排序、學生選課和退課操作。請設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實現(xiàn)和性能分析。3、（本題5分）一個在線考試系統(tǒng)需要管理考試信息，包括考試編號、考試名稱、考試時間、考生名單等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定考試、按照考試時間對考試進行排序、新增考試、刪除考試以及添加和刪除考生。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能評估。4、（本題5分）某社交網(wǎng)絡(luò)平臺需要存儲用戶之間的好友關(guān)系，并能夠快速地查詢某個用戶的好友列表、共同好友以及二度好友。請選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并設(shè)計相應(yīng)的算法來實現(xiàn)這些功能。5、（本題5分）某電商平臺的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史、購買記錄和收藏行為為用戶推薦相關(guān)商品。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和分析這些用戶行為數(shù)據(jù)，實現(xiàn)個性化的商品推薦算法，能夠?qū)崟r更新推薦結(jié)果以適應(yīng)用戶興趣的變化。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計一個程序，使用希爾排序算法對一個無向圖的鄰接矩陣進行排序。2、（本題10分）構(gòu)建一個算法，找出二叉樹中兩個節(jié)點的最長路徑長度。3、（本題10分）基于