學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁天津醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)語言》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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STM32的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度和氣象數(shù)據(jù)自動控制灌溉設(shè)備的運行，實現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉和水資源節(jié)約。2、使用單片機設(shè)計一個智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)控家中情況，當(dāng)有異常時進(jìn)行圖像抓拍和報警。3、設(shè)計一個基于光電傳感器的自動化立體車庫車輛檢測與引導(dǎo)系統(tǒng)，提高車庫的空間利用率和停車效率。4、設(shè)計一個基于USBType-C接口的電源適配器，能夠提供多種輸出電壓和電流，包括電路設(shè)計和協(xié)議支持。5、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個音頻前置放大器，能夠?qū)斎氲囊纛l信號進(jìn)行初步放大和預(yù)處理。6、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的說法，正確的是：（）A.歸并排序?qū)?shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并，合并過程比較復(fù)雜B.歸并排序在任何情況下的時間復(fù)雜度都是O(n^2)，效率較低C.歸并排序不是一種穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的順序D.歸并排序的空間復(fù)雜度較低，不需要額外的輔助空間7、假設(shè)正在設(shè)計一個資源分配系統(tǒng)，需要管理有限的資源，并根據(jù)請求的優(yōu)先級和時間進(jìn)行分配。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持資源的分配和管理？（）A.最小堆，獲取最小優(yōu)先級的請求B.最大堆，處理最高優(yōu)先級的請求C.鏈表，順序分配資源D.數(shù)組，通過索引分配資源8、設(shè)計一個集成電路制造工藝中的離子注入工藝參數(shù)優(yōu)化方案，提高注入的均勻性和準(zhǔn)確性。9、設(shè)計一個基于無線通信模塊的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)對電表、水表、氣表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集。10、設(shè)計一個基于Zynq的異構(gòu)計算平臺，實現(xiàn)圖像處理和數(shù)據(jù)加密等功能，給出硬件架構(gòu)和軟件編程模型。11、設(shè)計一個基于運算放大器的求和放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)多個輸入信號的加權(quán)求和。12、設(shè)計一個音頻放大器電路，能夠?qū)⑤斎氲囊纛l信號進(jìn)行放大，輸出功率不小于10W，失真度小于1%，并具備音量調(diào)節(jié)功能。13、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(dá)到0.01°。14、設(shè)計一個數(shù)字鎖相環(huán)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號的頻率和相位跟蹤，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計算。15、根據(jù)通信原理，設(shè)計一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)。16、在動態(tài)數(shù)組的實現(xiàn)中，當(dāng)數(shù)組容量不足時需要進(jìn)行擴(kuò)容。關(guān)于動態(tài)數(shù)組的擴(kuò)容策略，以下描述哪一項是不正確的？（）A.常見的擴(kuò)容策略是按照一定的比例增加數(shù)組的容量，如擴(kuò)大為原來的兩倍B.擴(kuò)容操作會涉及到數(shù)據(jù)的復(fù)制，可能會影響性能C.為了避免頻繁擴(kuò)容，可以在創(chuàng)建動態(tài)數(shù)組時預(yù)留一定的額外空間D.擴(kuò)容操作的時間復(fù)雜度總是O(n)，其中n是數(shù)組中的元素數(shù)量17、在圖的最短路徑問題中，Dijkstra算法是一種常用的算法。以下關(guān)于Dijkstra算法的描述中，不正確的是（）A.該算法適用于有向圖和無向圖B.算法從起始頂點開始，逐步計算到其他頂點的最短路徑C.算法通過不斷更新頂點的距離值來找到最短路徑D.算法的時間復(fù)雜度為O(n^2)，其中n是頂點的數(shù)量18、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計一個用于環(huán)境監(jiān)測的空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)，能夠檢測多種污染物的濃度。19、設(shè)計一個基于霍爾傳感器的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測量電機的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)實時顯示。20、設(shè)計一個基于數(shù)字圖像處理的人臉識別考勤系統(tǒng)，提高考勤的準(zhǔn)確性和效率。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述在貪心算法中，如何證明所得到的解是最優(yōu)的或者是近似最優(yōu)的。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個具有n個元素的堆中，如何查找最大的k個元素。3、（本題5分）詳細(xì)說明在圖的遍歷中，如何處理圖的權(quán)值為負(fù)數(shù)且存在負(fù)環(huán)的情況。4、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個有序鏈表中合并兩個有序鏈表，保持合并后的鏈表有序。5、（本題5分）解釋如何在一個二叉搜索樹中進(jìn)行查找操作的多線程優(yōu)化，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其線程安全和性能提升。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用鏈表和Prim算法，設(shè)計一個程序，為一個山區(qū)的通信基站規(guī)劃信號覆蓋線路，使覆蓋范圍最廣且建設(shè)難度最小。2、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用二叉搜索樹存儲員工的績效評估數(shù)據(jù)，能夠快速查找特定績效范圍內(nèi)的員工。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，利用伸展樹和哈希表的結(jié)合，實現(xiàn)對在線交易記錄的高效管理和查詢。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示旅游路線規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)景點的最佳游覽順序和最短路徑推薦功能。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲超市商品的信息，包括商品名稱、價格、庫存等，實現(xiàn)商品的進(jìn)貨、銷售和庫存查詢。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某公司的人力資源管理系統(tǒng)需要存儲員工的培訓(xùn)記錄，如員工編號、培訓(xùn)課程、培訓(xùn)時間、培訓(xùn)成績等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定員工的培訓(xùn)記錄、按照培訓(xùn)成績對員工進(jìn)行排序、新增培訓(xùn)記錄、修改培訓(xùn)信息、刪除無效記錄。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。2、（本題10分）一家物流公司的配送中心需要管理貨物的配送信息，包括配送單號、貨物信息、收件人信息、配送員信息、配送狀態(tài)、預(yù)計送達(dá)時間等。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲配送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)配送信息的快速查詢、狀態(tài)更新、人員調(diào)度，并統(tǒng)計按時送達(dá)率。3、（本題10分）一個在線圖書館的書籍借閱系統(tǒng)需要對書籍的借閱情況和讀者信息進(jìn)行管理。