站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)安慶師范大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(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、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻電路中的濾波器性能優(yōu)化方案，包括帶寬、插入損耗和帶外抑制等指標(biāo)。2、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的圖像采集系統(tǒng)，使用CMOS圖像傳感器采集圖像，并通過(guò)USB接口將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像縮放系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進(jìn)行任意比例的縮放。4、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能路燈控制器節(jié)能電路，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度和交通流量自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈的亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。5、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字濾波器，用于去除音頻信號(hào)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。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像識(shí)別加速系統(tǒng)，提高圖像識(shí)別的速度和準(zhǔn)確率，闡述硬件加速原理和實(shí)現(xiàn)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)的水平和垂直運(yùn)動(dòng)控制。8、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信模塊抗干擾電路，能夠提高無(wú)線通信的抗干擾能力，保證通信的穩(wěn)定性。9、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘分頻器，將輸入時(shí)鐘信號(hào)分頻為不同頻率的輸出信號(hào)。10、在二叉樹的遍歷中，先序遍歷、中序遍歷和后序遍歷的順序不同。假設(shè)已知一棵二叉樹的先序遍歷和中序遍歷結(jié)果，能否唯一確定這棵二叉樹的結(jié)構(gòu)（）A.能B.不能C.有時(shí)能，有時(shí)不能D.以上都不對(duì)11、假設(shè)在一個(gè)實(shí)時(shí)交通監(jiān)控系統(tǒng)中，需要不斷地接收車輛的位置信息，并快速判斷某一區(qū)域內(nèi)車輛的擁堵情況。為了有效地存儲(chǔ)和處理這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提供快速的查詢和更新操作？（）A.紅黑樹B.線段樹C.B樹D.圖12、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)不同的需求選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常重要。以下場(chǎng)景中，不適合使用鏈表的是（）A.需要頻繁在表頭或表尾進(jìn)行插入和刪除操作B.對(duì)數(shù)據(jù)的隨機(jī)訪問(wèn)要求較高C.數(shù)據(jù)量不確定，需要?jiǎng)討B(tài)分配內(nèi)存D.存儲(chǔ)空間有限，需要節(jié)省內(nèi)存13、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理中的音頻時(shí)頻分析和特征提取系統(tǒng)，分析特征的有效性。14、設(shè)計(jì)一個(gè)5V轉(zhuǎn)3.3V的DC-DC降壓電源模塊，輸出電流不小于1A，效率達(dá)到80%以上，給出原理圖和PCB設(shè)計(jì)。15、字典樹（Trie）是一種用于存儲(chǔ)字符串的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于字典樹的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.字典樹在查找、插入和刪除字符串時(shí)效率很高B.常用于文本自動(dòng)完成、詞頻統(tǒng)計(jì)等應(yīng)用場(chǎng)景C.字典樹的空間利用率很高，適合存儲(chǔ)大量的字符串D.字典樹對(duì)于前綴匹配的查詢操作特別有效二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）論述在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，如何計(jì)算強(qiáng)連通分量。2、（本題5分）詳細(xì)闡述B樹中如何處理根節(jié)點(diǎn)的特殊情況。3、（本題5分）論述如何使用樹狀數(shù)組解決區(qū)間求和問(wèn)題，給出構(gòu)建和更新的方法。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)文件系統(tǒng)需要對(duì)文件和目錄進(jìn)行高效管理。文件和目錄信息以樹形結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）創(chuàng)建一個(gè)新目錄或文件；（2）刪除一個(gè)指定的目錄或文件；（3）查找指定文件或目錄的位置；（4）遍歷整個(gè)文件系統(tǒng)并輸出目錄和文件結(jié)構(gòu)。分析所設(shè)計(jì)算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）某在線招聘網(wǎng)站需要記錄職位信息和求職者的簡(jiǎn)歷信息。職位信息包括職位ID、職位名稱、公司名稱、工作地點(diǎn)、薪資范圍等，簡(jiǎn)歷信息包括求職者ID、姓名、聯(lián)系方式、教育背景、工作經(jīng)歷等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，能夠快速匹配職位和簡(jiǎn)歷、查詢特定職位和求職者信息、更新職位狀態(tài)和簡(jiǎn)歷內(nèi)容，并統(tǒng)計(jì)熱門職位。3、（本題5分）一個(gè)在線房產(chǎn)中介系統(tǒng)需要管理房源信息、房東信息、租客需求、租賃合同等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)房源的發(fā)布、租客需求的匹配、合同的簽訂和管理，能夠保障交易的安全和透明。4、（本題5分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的基本信息，如員工編號(hào)、姓名、年齡、職位、工資等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定員工的信息、按照工資高低對(duì)員工進(jìn)行排序、新增和刪除員工記錄，并且支持對(duì)員工信息的修改。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述如何實(shí)現(xiàn)這些功能，包括算法設(shè)計(jì)和代碼實(shí)現(xiàn)，以及對(duì)性能的分析。5、（本題5分）在一個(gè)在線考試系統(tǒng)中，需要管理考試科目、試題、考生答案和成績(jī)等信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)考試科目的添加、刪除、查找和修改，試題的錄入和更新，考生答案的存儲(chǔ)和成績(jī)的計(jì)算，并能夠快速查詢考生的成績(jī)和排名。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）給定一個(gè)圖，設(shè)計(jì)算法判