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，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共2頁杭州萬向職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1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、歸并排序同樣是一種分治算法，它將數(shù)組不斷地分成兩半，然后將兩半合并成一個(gè)有序的數(shù)組。歸并排序的空間復(fù)雜度主要取決于：（）A.數(shù)組的初始大小B.遞歸的深度C.合并操作的次數(shù)D.數(shù)據(jù)的分布情況2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的電梯群控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多部電梯的合理調(diào)度，提高運(yùn)行效率。3、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)4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，能夠連接云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下發(fā)，描述設(shè)備的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的地下停車場智能照明系統(tǒng)，根據(jù)車輛和人員活動(dòng)自動(dòng)控制燈光。6、設(shè)計(jì)一個(gè)低通數(shù)字濾波器，截止頻率為500Hz，采樣頻率為2kHz，采用窗函數(shù)法進(jìn)行設(shè)計(jì)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的儀表放大器電路，增益可調(diào)，共模抑制比大于100dB。8、想象一個(gè)需要對(duì)大量浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行排序的任務(wù)，并且要求排序的穩(wěn)定性（即相同值的元素相對(duì)順序保持不變）。以下哪種排序算法可能是最合適的？（）A.冒泡排序，穩(wěn)定但效率低B.快速排序，不穩(wěn)定，效率較高C.歸并排序，穩(wěn)定且在大數(shù)據(jù)量時(shí)效率較好D.選擇排序，不穩(wěn)定且效率一般9、哈希表是一種用于快速查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用一個(gè)哈希表存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。以下關(guān)于哈希表的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.哈希函數(shù)用于將關(guān)鍵字映射到哈希表中的位置，理想情況下不同的關(guān)鍵字應(yīng)映射到不同的位置B.處理哈希沖突的常見方法有開放地址法和鏈地址法C.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時(shí)間復(fù)雜度均為O(1)D.哈希表的性能不受哈希函數(shù)的選擇和表的裝填因子的影響10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和智能管理。11、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的多輸入多輸出（MIMO）傳輸方案，分析系統(tǒng)容量和誤碼率性能。12、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。以下關(guān)于冒泡排序的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.冒泡排序通過不斷比較相鄰元素并交換位置來實(shí)現(xiàn)排序B.冒泡排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.冒泡排序每次都能將最大的元素移動(dòng)到數(shù)組的末尾13、設(shè)計(jì)一個(gè)藍(lán)牙音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的音頻無線傳輸，距離不小于10米，詳細(xì)描述系統(tǒng)方案和編碼算法。14、在一個(gè)m行n列的二維數(shù)組中，按行優(yōu)先存儲(chǔ)時(shí)，元素a[i][j]的存儲(chǔ)地址與a[0][0]的存儲(chǔ)地址之間相差的元素個(gè)數(shù)為？（）A.i*n+jB.j*m+iC.i*m+jD.j*n+i15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能車庫門控制系統(tǒng)，能夠通過遙控器和手機(jī)APP控制車庫門的開關(guān)。16、考慮到一個(gè)分布式緩存系統(tǒng)，需要在多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間同步數(shù)據(jù)，并處理節(jié)點(diǎn)的加入和離開。為了實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)同步和容錯(cuò)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)可能會(huì)被用到？（）A.一致性哈希B.分布式鎖C.分布式事務(wù)D.分布式隊(duì)列17、設(shè)計(jì)一個(gè)高速并行通信系統(tǒng)，采用DDR3內(nèi)存接口，傳輸速率達(dá)到1066Mbps，說明硬件實(shí)現(xiàn)和時(shí)序控制。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的立體車庫控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛的存取、車位的分配和安全監(jiān)控功能。19、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。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)旨在提高數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率和操作效率B.它是算法設(shè)計(jì)和分析的基礎(chǔ)，影響著程序的性能C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只關(guān)注數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，不考慮數(shù)據(jù)的處理邏輯D.常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括數(shù)組、鏈表、棧、隊(duì)列等20、假設(shè)正在實(shí)現(xiàn)一個(gè)緩存系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)最近訪問過的數(shù)據(jù)，當(dāng)緩存滿時(shí)刪除最久未使用的數(shù)據(jù)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和策略可以用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)緩存？（）A.隊(duì)列，先進(jìn)先出刪除數(shù)據(jù)B.棧，后進(jìn)先出刪除數(shù)據(jù)C.鏈表結(jié)合LRU（最近最少使用）策略D.數(shù)組，隨機(jī)刪除數(shù)據(jù)21、隊(duì)列也是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與棧有不同的特點(diǎn)。對(duì)于隊(duì)列的操作，以下說法正確的是：（）A.隊(duì)列的插入操作在隊(duì)尾進(jìn)行，刪除操作在隊(duì)頭進(jìn)行，遵循先進(jìn)先出原則B.隊(duì)列的插入和刪除操作都可以在隊(duì)頭或隊(duì)尾進(jìn)行，沒有固定限制C.隊(duì)列的元素存儲(chǔ)可以采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，也可以采用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，但鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)更優(yōu)D.隊(duì)列在進(jìn)行插入操作時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)隊(duì)滿但仍有存儲(chǔ)空間未被使用的情況22、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的無線通信收發(fā)系統(tǒng)，工作在特定頻段，采用合適的調(diào)制解調(diào)方式，實(shí)現(xiàn)短距離的數(shù)據(jù)傳輸，并分析其性能。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的物料混合控制系統(tǒng)，能夠按照設(shè)定的比例自動(dòng)混合多種物料。24、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)中，稀疏矩陣有著特殊的存儲(chǔ)方式。假設(shè)我們正在處理一個(gè)稀疏矩陣。以下關(guān)于稀疏矩陣存儲(chǔ)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用三元組表、十字鏈表等方式來存儲(chǔ)稀疏矩陣，節(jié)省存儲(chǔ)空間B.稀疏矩陣的存儲(chǔ)方式選擇取決于矩陣的稀疏程度和操作需求C.對(duì)于頻繁進(jìn)行矩陣乘法的稀疏矩陣，使用壓縮存儲(chǔ)方式可能會(huì)降低效率D.無論稀疏矩陣的規(guī)模多大，使用任何存儲(chǔ)方式的效果都相同25、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方式中，除了順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)，還有其他方式。以下關(guān)于存儲(chǔ)方式的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.索引存儲(chǔ)通過建立索引表來加快數(shù)據(jù)的查找和訪問速度，適用于數(shù)據(jù)量大且查找頻繁的情況B.散列存儲(chǔ)利用哈希函數(shù)將數(shù)據(jù)映射到存儲(chǔ)位置，具有快速查找的特點(diǎn)，但可能會(huì)出現(xiàn)沖突C.順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)是最基本的存儲(chǔ)方式，其他存儲(chǔ)方式都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來的D.不同的存儲(chǔ)方式適用于不同的場景，沒有一種存儲(chǔ)方式可以適用于所有情況26、設(shè)計(jì)一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位系統(tǒng)，能夠確定節(jié)點(diǎn)的位置信息，描述系統(tǒng)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。27、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的數(shù)字電壓表，能夠測量0-50V的直流電壓，精度達(dá)到0.1V，并用液晶顯示屏顯示測量結(jié)果。28、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)的頻率合成器系統(tǒng)，能夠輸出頻率范圍為10MHz-1GHz，頻率分辨率為1Hz，相位噪聲小于-120dBc/Hz@1kHz偏移。29、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字頻率合成器，能夠產(chǎn)生高精度、高穩(wěn)定度的頻率信號(hào)，闡述硬件實(shí)現(xiàn)和性能優(yōu)化。30、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的儀表放大器電路，具有高共模抑制比和高輸入阻抗，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某公司的會(huì)議安排管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)會(huì)議的信息，如會(huì)議編號(hào)、會(huì)議主題、會(huì)議時(shí)間、參會(huì)人員、會(huì)議室編號(hào)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定會(huì)議、按照會(huì)議時(shí)間對(duì)會(huì)議進(jìn)行排序、新增會(huì)議安排、修改會(huì)議信息、取消會(huì)議。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。2、（本題5分）一個(gè)在線游戲需要管理玩家的游戲數(shù)據(jù)，如用戶名、游戲得分、游戲等級(jí)、游戲時(shí)間等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)玩家游戲數(shù)據(jù)，支持快速查找、排序和更新玩家信息，并能夠統(tǒng)計(jì)不同等級(jí)玩家的數(shù)量和平均游戲得分。3、（本題5分）某電商平臺(tái)的促銷活動(dòng)規(guī)則管理系統(tǒng)需要定義不同的促銷活動(dòng)類型、適用商品、優(yōu)惠條件、活動(dòng)時(shí)間等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)和管理促銷活動(dòng)規(guī)則，支持活動(dòng)的創(chuàng)建、修改、刪除和查詢，能夠準(zhǔn)確計(jì)算商品在活動(dòng)中的優(yōu)惠價(jià)格。4、（本題5分）在一個(gè)在線課程學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，學(xué)生需要完成一系列的課程任務(wù)，每個(gè)任務(wù)有不同的要求和截止日期。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來記錄學(xué)生的任務(wù)完成情況，包括已完成任務(wù)、未完成任務(wù)、任務(wù)提交時(shí)間、得分等，能夠?qū)崟r(shí)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度并及時(shí)提醒學(xué)生即將到期的任務(wù)。5、（本題5分）在一個(gè)大型在線游戲中，需要管理玩家的角色信息、裝備信息和游戲進(jìn)程。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，使得能夠快速地查詢玩家狀態(tài)、更新裝備屬性，并處理大量玩家同時(shí)進(jìn)行的操作。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)用順序存儲(chǔ)的完全二叉樹，說明如何通過數(shù)組下標(biāo)快速確定節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)、左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn)的位置。2、（本題5分）詳細(xì)說明如何使用A*算法進(jìn)行啟發(fā)式搜索，以及如何設(shè)計(jì)合適的估價(jià)函數(shù)以提高搜索效率。3、（本題5分）論述在貪心算法的應(yīng)用中，如何處理具有多個(gè)約束條件的問題。4、（本題5分）詳細(xì)說明如何在