西安欧亚学院《数据结构编程实践》2023-2024学年第一学期期末试卷.docVIP

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西安欧亚学院《数据结构编程实践》

2023-2024学年第一学期期末试卷

题号

一

二

三

四

总分

得分

批阅人

一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）

1、数据结构是计算机科学中重要的研究领域，它对程序的性能和效率有着关键影响。以下关于数据结构的描述，错误的是：（）

A.数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合

B.数据结构主要研究数据的逻辑结构、存储结构以及对数据的操作

C.数据结构只关注数据的存储方式，不考虑数据的处理效率

D.选择合适的数据结构可以提高程序的运行速度和节省存储空间

2、设计一个基于单片机的智能车库门控制系统，能够通过遥控器和手机APP控制车库门的开关。

3、在数据结构的递归操作中，需要注意递归的终止条件和栈空间的使用。假设我们正在使用递归解决一个问题。以下关于递归的描述，哪一项是不准确的？（）

A.递归函数必须有明确的终止条件，否则会导致无限递归

B.递归调用会使用系统的栈空间来保存中间结果和返回地址

C.对于一些问题，使用迭代实现比递归实现效率更高

D.递归总是比迭代更容易理解和实现，应该优先使用递归

4、设计一个基于PLC的物料混合控制系统，能够按照设定的比例自动混合多种物料。

5、设计一个直流无刷电机控制系统，能够实现电机的正反转、调速和位置控制，包括驱动电路和控制策略。

6、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时采集温度数据，通过PID算法进行控制，使温度稳定在设定值的±1℃范围内，给出硬件设计和软件流程。

7、当处理一个具有层次结构的数据，例如文件系统中的目录和文件，以下哪种数据结构能够清晰地表示这种关系并方便地进行遍历？（）

A.栈

B.队列

C.树

D.链表

8、设计一个基于蓝牙的无线键盘，实现按键输入的无线传输和与计算机的连接，描述硬件和软件设计。

9、设计一个射频识别系统中的防碰撞算法实现方案，分析算法的效率和系统响应时间。

10、设计一个锁相环（PLL）频率合成器，输出特定频率的稳定信号，分析其相位噪声和锁定时间。

11、在一个具有n个元素的顺序表中，若要在第i个位置（1=i=n+1）插入一个新元素，以下哪种操作的时间复杂度最高？（）

A.移动插入位置之后的所有元素

B.查找插入位置

C.分配新的存储空间

D.更新表的长度

12、设计一个高通有源滤波器电路，截止频率为500Hz，通带增益为1倍，通带波纹小于0.5dB，阻带衰减不小于30dB，输入信号频率范围为0-1kHz。

13、设计一个图像处理中的图像压缩率失真优化方案，分析压缩效率和图像质量的平衡。

14、设计一个基于STM32的智能车载系统，能够实现导航、多媒体播放和车辆状态监测等功能，描述系统的硬件架构和软件实现。

15、设计一个基于数字电位器和运放的音频增益自动调节系统，根据输入信号强度自动调整增益。

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)

1、（本题5分）论述在拓扑排序的并行化实现中，如何提高处理效率。

2、（本题5分）论述如何在一个二叉堆中查找第k大的元素，给出算法思路和优化方法。

3、（本题5分）在一个二叉树中，如何计算其叶子结点的个数？

4、（本题5分）解释如何在一个具有n个元素的数组中，找出两个数之和等于给定值的所有组合，分析所使用的算法和时间复杂度。

三、综合题（本大题共5个小题，共25分)

1、（本题5分）某在线音乐平台的歌曲管理系统需要存储歌曲信息，如歌曲编号、歌曲名称、歌手、专辑、播放次数等。系统要实现快速查找特定歌曲、按照播放次数对歌曲进行排序、新增歌曲、删除歌曲以及更新歌曲的播放次数。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化方法。

2、（本题5分）某餐厅的菜单管理系统需要存储菜品信息，如菜品编号、菜品名称、菜品价格、菜品分类、销量等。系统要实现快速查找特定菜品、按照销量对菜品进行排序、新增菜品、修改菜品信息以及删除菜品。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化方法。

3、（本题5分）在一个在线课程学习系统中，学生需