站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共2頁成都工業(yè)學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》2024-2025學年第一學期期末試卷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ADC和微控制器的光照強度測量系統(tǒng)，能夠測量0-10000lux的光照強度，精度達到1lux。2、根據(jù)通信原理，設(shè)計一個衛(wèi)星通信地面接收站的前端電路，能夠接收和解調(diào)衛(wèi)星信號。3、對于一個具有n個節(jié)點的完全二叉樹，其葉子節(jié)點的個數(shù)大約為？（）A.n/2B.n/4C.log2nD.n/2-14、在鏈表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，節(jié)點通過指針相互連接。假設(shè)需要頻繁地在鏈表的頭部或中間插入和刪除元素。以下哪種鏈表結(jié)構(gòu)可能是最合適的選擇（）A.單向鏈表B.雙向鏈表C.循環(huán)鏈表D.靜態(tài)鏈表5、設(shè)計一個基于STM32單片機的心率監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集人體心率數(shù)據(jù)，并通過藍牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾CAPP進行顯示和分析。6、考慮一個表達式求值的程序，例如計算數(shù)學表達式3+(4*5)-6。為了正確地按照運算符的優(yōu)先級進行計算，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常常被用于輔助計算過程？（）A.隊列，存儲待計算的數(shù)字和運算符B.棧，用于處理運算符的優(yōu)先級C.數(shù)組，存儲表達式的各個元素D.二叉樹，構(gòu)建表達式的結(jié)構(gòu)7、設(shè)計一個集成電路制造工藝中的光刻曝光系統(tǒng)，考慮分辨率、對準精度等關(guān)鍵參數(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)性能。8、考慮用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)一個表達式求值的算法，例如計算中綴表達式的值。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合可能是最有效的（）A.棧和隊列B.棧和二叉樹C.隊列和哈希表D.棧和鏈表9、設(shè)計一個基于CPLD的數(shù)字頻率計，測量范圍為1Hz至100MHz，精度為1Hz，給出硬件描述語言代碼和測試結(jié)果。10、遞歸是一種編程技術(shù)，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法中經(jīng)常用到。以下關(guān)于遞歸的描述，錯誤的是：（）A.遞歸函數(shù)直接或間接調(diào)用自身B.遞歸算法通常比非遞歸算法更簡潔易懂C.遞歸算法的執(zhí)行效率總是高于非遞歸算法D.遞歸在處理某些問題時，如樹和圖的遍歷，非常方便11、設(shè)計一個基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像的邊緣檢測和增強功能，給出硬件設(shè)計和仿真結(jié)果。12、設(shè)計一個太陽能熱水器控制器節(jié)能優(yōu)化電路，能夠根據(jù)天氣情況和用戶需求自動優(yōu)化熱水器的工作狀態(tài)，實現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化。13、設(shè)計一個數(shù)字電路中的狀態(tài)機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密和解密功能，分析加密強度和效率。14、在使用鏈表實現(xiàn)棧的操作時，假設(shè)需要彈出棧頂元素。以下關(guān)于鏈表棧的操作，哪個是正確的（）A.直接刪除鏈表的頭節(jié)點B.從鏈表的尾部刪除節(jié)點C.遍歷鏈表找到棧頂節(jié)點并刪除D.以上操作都不正確15、設(shè)計一個數(shù)字電路中的可編程邏輯陣列（PLA）實現(xiàn)邏輯函數(shù)的方案，分析資源利用率。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋在圖的存儲中，鄰接多重表的特點和適用場景，并與鄰接矩陣和鄰接表進行比較。2、（本題5分）分析在字符串匹配中，AC自動機的構(gòu)建和應(yīng)用。3、（本題5分）比較冒泡排序和快速排序在對小規(guī)模數(shù)據(jù)的處理速度。4、（本題5分）論述如何使用分治法解決最大子數(shù)組和問題。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某公司的項目管理系統(tǒng)需要存儲項目信息，如項目編號、項目名稱、負責人、項目進度、預(yù)算等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定項目、按照項目進度對項目進行排序、新增項目、修改項目信息以及結(jié)束項目。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)，以及性能分析。2、（本題5分）假設(shè)一個在線健身平臺需要記錄用戶的運動計劃、運動記錄和身體指標。運動計劃包括計劃ID、用戶ID、運動項目、運動時間，運動記錄包括記錄ID、用戶ID、運動日期、運動時長、消耗卡路里，身體指標包括指標ID、用戶ID、體重、體脂率、血壓。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理用戶的健身數(shù)據(jù)，實現(xiàn)運動計劃的制定和調(diào)整、運動記錄的分析、身體指標的跟蹤，并為用戶提供個性化的健身建議。3、（本題5分）某航空公司的訂票系統(tǒng)需要對航班信息和乘客訂票情況進行管理。航班信息包括航班號、起降時間、起降地點、座位數(shù)量等，乘客訂票信息包括乘客姓名、身份證號、航班號、座位號等。這些信息以哈希表和鏈表的組合形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個航班的剩余座位數(shù)量；（2）為乘客預(yù)訂指定航班的座位；（3）取消乘客的訂票；（4）統(tǒng)計每個航班的訂票人數(shù)。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。4、（本題5分）某超市的商品促銷管理系統(tǒng)需要存儲促銷商品的信息，如商品編號、商品名稱、促銷價格、促銷開始時間、促銷結(jié)束時間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定促銷商品、按照促銷價格對商品進行排序、新增促銷商品、結(jié)束促銷商品活動。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。5、（本題5分）某在線購物網(wǎng)站的促銷活動系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的消費記錄和行為，為用戶發(fā)放優(yōu)惠券。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實現(xiàn)優(yōu)惠券的精準發(fā)放和管理。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計一個堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)最大堆和最小堆的插入、刪除操作，并用其進行排序。2、（本題10分）設(shè)計