自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共2頁(yè)西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、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、設(shè)計(jì)一個(gè)基于51單片機(jī)的電子時(shí)鐘，具有時(shí)分秒顯示、設(shè)置和鬧鐘功能，給出硬件電路和程序代碼。2、設(shè)計(jì)一個(gè)具有電源管理功能的集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同電源軌的監(jiān)控和控制，給出電路設(shè)計(jì)和功能驗(yàn)證。3、考慮一個(gè)任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，有多個(gè)任務(wù)按照優(yōu)先級(jí)和提交時(shí)間進(jìn)行調(diào)度執(zhí)行。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地管理這些任務(wù)，并保證高優(yōu)先級(jí)或早提交的任務(wù)先執(zhí)行？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，根據(jù)優(yōu)先級(jí)和時(shí)間排序B.數(shù)組，通過(guò)索引訪問(wèn)任務(wù)C.鏈表，按照提交順序存儲(chǔ)任務(wù)D.棧，先進(jìn)后出執(zhí)行任務(wù)4、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能路燈控制器智能管理與節(jié)能優(yōu)化電路，能夠?qū)崿F(xiàn)路燈的智能管理和節(jié)能優(yōu)化，提高能源利用效率。5、在一個(gè)大頂堆中，若父節(jié)點(diǎn)的索引為i，則其左子節(jié)點(diǎn)的索引為？（）A.2i+1B.2iC.2i-1D.i/26、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠采集高速的模擬或數(shù)字信號(hào)，給出硬件設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理方法。7、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(wú)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。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻編解碼芯片的MP3播放器，支持常見(jiàn)的音頻格式，具備存儲(chǔ)和播放功能。9、在一個(gè)需要頻繁進(jìn)行插入和刪除操作，并且數(shù)據(jù)量較大的場(chǎng)景中，如果對(duì)查找操作的要求相對(duì)較低，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.鏈表，插入和刪除操作方便，查找效率相對(duì)較低B.二叉搜索樹(shù)，查找效率較高，但插入和刪除可能導(dǎo)致樹(shù)的調(diào)整C.數(shù)組，插入和刪除操作復(fù)雜，不適合頻繁操作D.棧，不符合頻繁插入和刪除的需求10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬移相器和鎖相環(huán)的相位跟蹤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)相位的精確跟蹤。11、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。12、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)一款用于智能手機(jī)的音頻編解碼器芯片，支持多種音頻格式的解碼和編碼。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙模塊的智能門(mén)鎖系統(tǒng)，能夠通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙開(kāi)鎖，并記錄開(kāi)鎖記錄。14、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的同步電路，包括位同步、幀同步和網(wǎng)同步模塊，測(cè)試其同步性能。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于壓力傳感器的稱(chēng)重系統(tǒng)，能夠測(cè)量較大物體的重量，并具有超載報(bào)警功能。16、在一個(gè)需要對(duì)大量整數(shù)進(jìn)行排序的場(chǎng)景中，如果內(nèi)存空間有限，不能一次性容納所有數(shù)據(jù)，以下哪種排序算法可能是最合適的？（）A.冒泡排序，簡(jiǎn)單但效率低，不適合大數(shù)據(jù)量B.快速排序，通常在內(nèi)存中進(jìn)行，不適合內(nèi)存受限情況C.歸并排序，可以采用外部排序的方式處理大數(shù)據(jù)量D.插入排序，適用于少量數(shù)據(jù)，不適合大規(guī)模數(shù)據(jù)17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的水質(zhì)凈化設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動(dòng)控制凈化過(guò)程。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Zigbee技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的采集和傳輸，描述節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件通信協(xié)議。19、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線遙控器多功能電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)電器設(shè)備的控制，并且具有定時(shí)和場(chǎng)景模式功能。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙的無(wú)線鼠標(biāo)，能夠與計(jì)算機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定的無(wú)線連接，實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的基本操作功能。21、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)多模式電路，能夠支持多種調(diào)制解調(diào)方式，提高通信的靈活性。22、隊(duì)列也是一種特殊的線性表，與棧的操作原則不同。以下關(guān)于隊(duì)列的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.隊(duì)列遵循先進(jìn)先出（FIFO）原則，即最先入隊(duì)的元素最先出隊(duì)B.環(huán)形隊(duì)列可以有效地解決順序隊(duì)列中假溢出的問(wèn)題，提高存儲(chǔ)空間的利用率C.隊(duì)列在任務(wù)調(diào)度、消息傳遞、緩沖區(qū)管理等方面有重要作用D.隊(duì)列的插入和刪除操作只能在隊(duì)頭和隊(duì)尾進(jìn)行，不能在隊(duì)列中間進(jìn)行，且其操作效率總是低于棧23、設(shè)計(jì)一個(gè)模擬電路，用于放大音頻信號(hào)，要求具有低噪聲、高增益和寬頻帶的特性，同時(shí)能夠?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行一定程度的濾波處理。24、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)，采用DS18B20溫度傳感器，能夠通過(guò)液晶顯示屏顯示溫度值，說(shuō)明硬件連接和軟件編程。25、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，調(diào)制方式為ASK、FSK、PSK等。26、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)放的求和放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)輸入信號(hào)的求和運(yùn)算，增益可調(diào)。27、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，判斷一個(gè)字符串是否是另一個(gè)字符串的子序列。例如，“ace”是“abcde”的子序列。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.雙指針?lè)?，分別在兩個(gè)字符串上移動(dòng)指針進(jìn)行比較，簡(jiǎn)單直接B.哈希表，將字符串的字符存儲(chǔ)并進(jìn)行查找，效率較低C.棧，存儲(chǔ)已匹配的字符，操作復(fù)雜D.隊(duì)列，用于存儲(chǔ)待匹配的字符，不太適合此場(chǎng)景28、設(shè)計(jì)一個(gè)基于A/D轉(zhuǎn)換器的電壓測(cè)量系統(tǒng)，能夠高精度測(cè)量直流或交流電壓，并進(jìn)行數(shù)字顯示。29、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)算法來(lái)找出一個(gè)整數(shù)數(shù)組中所有出現(xiàn)次數(shù)超過(guò)一半的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合可能是最有效的？（）A.哈希表記錄元素出現(xiàn)次數(shù)，然后篩選出次數(shù)超過(guò)一半的元素B.排序數(shù)組，然后通過(guò)遍歷找出出現(xiàn)次數(shù)超過(guò)一半的元素C.棧，存儲(chǔ)元素并進(jìn)行比較，難以實(shí)現(xiàn)此功能D.隊(duì)列，先進(jìn)先出，不適合統(tǒng)計(jì)元素出現(xiàn)次數(shù)30、快速排序是一種高效的排序算法，具有較好的平均性能。以下關(guān)于快速排序的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.快速排序通過(guò)選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為小于和大于基準(zhǔn)元素的兩部分，然后對(duì)這兩部分分別遞歸排序B.快速排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，但這種情況很少出現(xiàn)C.快速排序的空間復(fù)雜度主要取決于遞歸調(diào)用的棧空間，通常為O(logn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保證相同元素的相對(duì)順序不變二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的選課系統(tǒng)需要管理課程和學(xué)生的選課信息，包括課程編號(hào)、課程名稱(chēng)、授課教師、選課學(xué)生名單等。系統(tǒng)要支持快速查找特定課程的選課情況、按照選課人數(shù)對(duì)課程進(jìn)行排序、學(xué)生選課和退課操作。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）假設(shè)一個(gè)電商平臺(tái)要進(jìn)行促銷(xiāo)活動(dòng)，需要根據(jù)用戶(hù)的購(gòu)買(mǎi)歷史和瀏覽記錄為其推薦相關(guān)商品。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)用戶(hù)的行為數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)推薦算法，能夠快速為用戶(hù)生成個(gè)性化的商品推薦列表。3、（本題5分）一個(gè)在線健身課程平臺(tái)需要管理課程視頻、學(xué)員的學(xué)習(xí)進(jìn)度、打卡記錄和教練評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化用戶(hù)體驗(yàn)和課程管理。4、（本題5分）某城市的公共交通卡管理系統(tǒng)需要記錄用戶(hù)的卡信息和消費(fèi)記錄，卡信息包括卡號(hào)、用戶(hù)姓名、余額等，消費(fèi)記錄包括卡號(hào)、消費(fèi)時(shí)間、消費(fèi)金額、消費(fèi)地點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)卡的充值、消費(fèi)查詢(xún)、余額提醒，并統(tǒng)計(jì)不同地點(diǎn)的消費(fèi)情況。5、（本題5分）一個(gè)在線投票系統(tǒng)需要對(duì)投票項(xiàng)目和投票人的選擇進(jìn)行管理。投票項(xiàng)目信息包括項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目名稱(chēng)、選項(xiàng)等，投票人信息包括投票人編號(hào)、選擇的選項(xiàng)等。這些信息以線段樹(shù)的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計(jì)某個(gè)投票項(xiàng)目各個(gè)選項(xiàng)的票數(shù)；（2）新增一個(gè)投票項(xiàng)目；（3）修改投票人的選擇；（4）查詢(xún)票數(shù)最多的選項(xiàng)。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的雙向鏈表中，進(jìn)行刪除操作，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無(wú)向圖中，如何進(jìn)行邊的雙連通分量的求解。3、（本題5分）論述跳表的空間復(fù)雜度分析，以及如何在空間和時(shí)間效率之間進(jìn)行權(quán)衡。4、（本題5分）分析KMP算法中next數(shù)組的計(jì)算方法和作用，以及如何通過(guò)優(yōu)化提高匹配效率。5、（本題5分