學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁河北民族師范學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2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、利用射頻電路設(shè)計(jì)一個(gè)無線射頻識(shí)別（RFID）讀寫器，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽的讀取和寫入操作。2、基于通信中的信道編碼和譯碼技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的通信系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)募m錯(cuò)能力。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)的健康監(jiān)測設(shè)備，能夠采集人體生理參數(shù)（如心率、血壓等）并傳輸?shù)绞謾C(jī)端。4、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)測和充放電控制。5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象的檢測和消除電路，分析其對(duì)電路性能的改善效果。6、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于新能源汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS）的硬件電路，實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)測和保護(hù)功能。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的視頻圖像加密系統(tǒng)，對(duì)輸入的視頻圖像進(jìn)行加密處理，保證圖像傳輸?shù)陌踩浴?、設(shè)計(jì)一個(gè)光通信收發(fā)模塊的驅(qū)動(dòng)電路，能夠穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)光收發(fā)器件，給出電路設(shè)計(jì)和性能測試結(jié)果。9、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的方式。在眾多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。線性表具有多種存儲(chǔ)方式，如順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)。順序存儲(chǔ)的線性表在插入和刪除元素時(shí)，可能會(huì)面臨較大的移動(dòng)操作。假設(shè)一個(gè)順序存儲(chǔ)的線性表已經(jīng)存儲(chǔ)了大量元素，現(xiàn)在需要在中間位置插入一個(gè)新元素，以下關(guān)于這種操作的描述，正確的是：（）A.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)B.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.插入操作無需移動(dòng)元素D.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度與元素個(gè)數(shù)無關(guān)10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像邊緣檢測、特征提取和目標(biāo)識(shí)別等功能，提供算法流程和代碼實(shí)現(xiàn)。11、在一個(gè)分布式系統(tǒng)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)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(shí)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(huì)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12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi6的無線局域網(wǎng)（WLAN）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，給出系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬比較器的電池電量監(jiān)測系統(tǒng)，當(dāng)電量低于設(shè)定值時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示。14、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于風(fēng)力發(fā)電的變流器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換和穩(wěn)定輸出。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，采用PWM控制方式，能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)和調(diào)速功能，描述系統(tǒng)組成和控制算法。二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在一個(gè)鏈表中，如何查找鏈表中環(huán)的入口結(jié)點(diǎn)？2、（本題5分）在一個(gè)具有n個(gè)元素的雙向鏈表中，說明如何實(shí)現(xiàn)向前和向后的遍歷，以及如何在雙向鏈表中插入和刪除節(jié)點(diǎn)。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在利用二叉樹進(jìn)行層次遍歷的過程中，如何使用隊(duì)列實(shí)現(xiàn)，并給出具體的算法步驟和代碼實(shí)現(xiàn)。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)圖書館的圖書借閱系統(tǒng)需要記錄讀者的借閱信息、歸還日期和逾期情況。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理這些信息，能夠快速地查詢讀者的借閱記錄、提醒讀者歸還圖書，并統(tǒng)計(jì)圖書的借閱頻率。2、（本題5分）某醫(yī)院的信息系統(tǒng)需要存儲(chǔ)患者的病歷信息，包括基本信息、診斷結(jié)果、治療方案、用藥記錄等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠方便地按照患者編號(hào)、疾病類型或治療時(shí)間進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，并支持新病歷的錄入和舊病歷的修改。3、（本題5分）某銀行的賬戶管理系統(tǒng)需要對(duì)客戶的賬戶信息進(jìn)行高效處理。賬戶信息包括賬戶編號(hào)、客戶姓名、余額、交易記錄等。考慮使用AVL樹來存儲(chǔ)這些信息。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）開戶，插入新賬戶信息；（2）銷戶，刪除指定賬戶信息；（3）查詢賬戶余額；（4）按照交易金額對(duì)賬戶進(jìn)行排序。分析所設(shè)計(jì)算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）某公司的員工信息（包括員工編號(hào)、姓名、年齡、部門、工資等）以哈希表的形式存儲(chǔ)。由于公司規(guī)模擴(kuò)大，員工數(shù)量急劇增加，導(dǎo)致哈希沖突頻繁。請?zhí)岢龈倪M(jìn)方案，重新設(shè)計(jì)哈希函數(shù)和解決沖突的方法，并分析改進(jìn)后的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查找特定員工的信息；（2）統(tǒng)計(jì)每個(gè)部門的員工人數(shù)。5、（本題5分）某在線音樂平臺(tái)的歌曲管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)歌曲信息，如歌曲編號(hào)、歌曲名稱、歌手、專輯、播放次數(shù)等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定歌曲、按照播放次數(shù)對(duì)歌曲進(jìn)行排序、新增歌曲、刪除歌曲以及更新歌曲的播放次數(shù)。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化方法。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用二叉樹結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)音樂文件的信息（如歌名、歌