湖南中醫(yī)藥大學(xué)湘杏學(xué)院《計算思維與算法設(shè)計基礎(chǔ)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖南中醫(yī)藥大學(xué)湘杏學(xué)院《計算思維與算法設(shè)計基礎(chǔ)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、對于計算思維中的可計算性理論，以下關(guān)于其基本概念和意義的描述，哪一種是準(zhǔn)確的？（）A.可計算性理論研究哪些問題是可計算的，哪些是不可計算的，以及計算的復(fù)雜性和界限。它定義了圖靈機(jī)等計算模型，并通過這些模型來判斷問題的可解性。了解可計算性理論有助于我們理解計算機(jī)的能力和限制，避免在不可計算的問題上浪費(fèi)時間和資源，同時為算法設(shè)計和問題求解提供理論基礎(chǔ)B.可計算性理論是一種純理論的研究，與實(shí)際的計算應(yīng)用沒有直接的關(guān)系，對計算機(jī)編程和問題解決沒有實(shí)際價值C.可計算性理論過于深奧和抽象，只有計算機(jī)科學(xué)家和數(shù)學(xué)家才需要研究，普通的計算機(jī)用戶和程序員無需了解D.可計算性理論已經(jīng)過時，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，其結(jié)論和方法已經(jīng)不再適用2、在計算思維的并行處理思想中，關(guān)于如何提高計算效率和應(yīng)對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理，以下哪一種論述是最深入的？（）A.并行處理是通過同時執(zhí)行多個計算任務(wù)或操作來提高計算速度和效率的方法。它可以基于多核處理器、分布式計算系統(tǒng)或云計算平臺實(shí)現(xiàn)。在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)和復(fù)雜計算問題時，合理地劃分任務(wù)、分配資源和協(xié)調(diào)并行執(zhí)行，能夠顯著縮短計算時間，提高系統(tǒng)的性能和響應(yīng)能力B.并行處理只適用于超級計算機(jī)和大型數(shù)據(jù)中心，對于普通個人計算機(jī)和小型系統(tǒng)沒有實(shí)際意義C.并行處理雖然能夠提高計算效率，但會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，因此在一般情況下不建議使用D.并行處理是一種自動完成的過程，無需人為干預(yù)和設(shè)計，系統(tǒng)會根據(jù)任務(wù)自動選擇是否進(jìn)行并行處理3、在計算思維的框架下，以下哪種軟件開發(fā)方法更注重迭代和用戶反饋？（）A.瀑布模型B.敏捷開發(fā)C.螺旋模型D.原型模型4、編程中的調(diào)試技巧是一種重要的編程能力。以下關(guān)于調(diào)試技巧的描述中，錯誤的是？（）A.調(diào)試技巧包括使用調(diào)試工具、設(shè)置斷點(diǎn)、查看變量值、單步執(zhí)行等方法B.調(diào)試技巧可以幫助我們快速定位程序中的錯誤，提高編程效率C.調(diào)試技巧需要不斷地實(shí)踐和積累經(jīng)驗(yàn)，才能掌握得更好D.調(diào)試技巧只適用于專業(yè)程序員，對于初學(xué)者來說沒有必要掌握5、假設(shè)正在開發(fā)一個虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）游戲，需要在保證畫面流暢度的同時提供逼真的視覺效果。在圖形渲染和優(yōu)化方面，以下哪個策略可能是最為重要的？（）A.不進(jìn)行任何優(yōu)化，使用最高的圖形設(shè)置B.采用多層次細(xì)節(jié)（LOD）技術(shù)，根據(jù)物體與玩家的距離動態(tài)調(diào)整其細(xì)節(jié)程度，減少不必要的計算開銷，同時結(jié)合有效的紋理壓縮和渲染管線優(yōu)化，在不犧牲視覺質(zhì)量的前提下確保游戲的流暢運(yùn)行，為玩家?guī)沓两降奶摂M現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)C.只關(guān)注畫面的逼真度，不考慮性能D.隨意選擇圖形渲染設(shè)置，不考慮其對性能的影響6、在進(jìn)行醫(yī)療圖像處理的工作中，例如X光片、CT掃描、MRI圖像的分析和診斷，需要提取病變特征、測量參數(shù)，并輔助醫(yī)生做出準(zhǔn)確的診斷。在這個過程中，以下哪種計算思維的方法和技術(shù)能夠提高圖像分析的精度和效率？（）A.圖像分割與特征提取B.圖像配準(zhǔn)與融合C.輔助診斷模型訓(xùn)練D.以上都是7、在面對復(fù)雜的計算問題時，計算思維提倡簡化和近似。對于計算圓周率π，以下哪種方法屬于簡化和近似的策略（）A.使用精確的數(shù)學(xué)公式計算B.通過蒙特卡羅方法隨機(jī)投點(diǎn)估算C.直接使用3.14作為近似值D.以上都不是8、在計算思維的排序算法評估中，以下關(guān)于常見排序算法性能的比較，哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.所有的排序算法性能都一樣，沒有差別B.常見的排序算法如冒泡排序、插入排序、選擇排序、快速排序、歸并排序等在時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度上有所不同。冒泡排序、插入排序和選擇排序的時間復(fù)雜度較高，適用于小規(guī)模數(shù)據(jù)；快速排序在平均情況下性能優(yōu)秀，但最壞情況較差；歸并排序的時間復(fù)雜度穩(wěn)定。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)規(guī)模、數(shù)據(jù)特點(diǎn)和性能要求選擇合適的排序算法C.排序算法的性能只取決于數(shù)據(jù)的初始順序，與算法本身無關(guān)D.最新的排序算法總是比傳統(tǒng)的排序算法性能好，應(yīng)該優(yōu)先使用9、在計算思維中，對于一個圖像識別的任務(wù)，以下哪種方法通常不是關(guān)鍵步驟（）A.對圖像進(jìn)行預(yù)處理，如去噪、增強(qiáng)B.人工觀察圖像特征C.提取圖像的特征向量D.使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行分類10、在計算思維的函數(shù)式編程（FunctionalProgramming）理念中，以下描述錯誤的是：（）A.函數(shù)式編程強(qiáng)調(diào)函數(shù)的純粹性和不可變性，避免副作用B.它鼓勵使用高階函數(shù)、遞歸和函數(shù)組合來構(gòu)建程序C.函數(shù)式編程能夠提高代碼的可讀性、可測試性和可并行性D.函數(shù)式編程只適用于學(xué)術(shù)研究和特定領(lǐng)域，在實(shí)際開發(fā)中應(yīng)用較少11、對于計算問題的求解過程，以下哪種思維方式更強(qiáng)調(diào)分解問題和逐步解決？（）A.抽象思維B.邏輯思維C.遞歸思維D.并行思維12、關(guān)于計算思維中的遞歸思想，當(dāng)應(yīng)用于解決問題時，以下哪一種解釋是最易于理解的？（）A.遞歸是一種通過不斷將問題分解為更小的、與原問題相似的子問題，直到達(dá)到一個簡單的、可直接解決的基本情況，然后從這些基本情況逐步返回并解決原問題的方法。遞歸可以使復(fù)雜的問題變得簡潔明了，但需要注意避免無限遞歸和處理好遞歸的終止條件B.遞歸是一種復(fù)雜且效率低下的解決問題的方式，通常應(yīng)該盡量避免使用，而選擇迭代等其他方法C.遞歸就是函數(shù)自己調(diào)用自己，不需要考慮問題的規(guī)模和邊界條件，系統(tǒng)會自動處理好一切D.遞歸只適用于數(shù)學(xué)計算類問題，對于其他領(lǐng)域的問題，如實(shí)際生活中的問題，很少能夠應(yīng)用13、在進(jìn)行農(nóng)業(yè)信息化的項(xiàng)目中，例如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品追溯、農(nóng)業(yè)氣象預(yù)測等，需要整合農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)和信息技術(shù)，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量。在這個過程中，以下哪種計算思維的理念和方法能夠發(fā)揮重要作用？（）A.農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集與分析B.農(nóng)業(yè)模型建立與應(yīng)用C.智能農(nóng)業(yè)設(shè)備控制D.以上都是14、在計算思維的搜索算法比較中，以下關(guān)于不同搜索算法的特點(diǎn)和適用情況的論述，哪一個是正確的？（）A.所有的搜索算法都差不多，沒有明顯的區(qū)別和適用場景B.常見的搜索算法如順序搜索、二分搜索、深度優(yōu)先搜索、廣度優(yōu)先搜索等各有特點(diǎn)。順序搜索適用于無序數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)量較小的情況；二分搜索要求數(shù)據(jù)有序，適用于查找特定值的高效搜索；深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索常用于圖的遍歷。選擇搜索算法應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)、搜索的目標(biāo)和性能要求來決定C.搜索算法的性能和適用情況取決于編程語言和運(yùn)行環(huán)境，與算法本身關(guān)系不大D.復(fù)雜的搜索算法如深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索在實(shí)際應(yīng)用中很少用到，主要使用簡單的順序搜索和二分搜索15、在計算思維中，對于一個評估算法性能的實(shí)驗(yàn)，以下哪個因素不是必須控制的（）A.輸入數(shù)據(jù)的規(guī)模B.計算機(jī)的硬件配置C.算法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)D.以上都是必須控制的二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述計算思維中的“計算復(fù)雜性”概念，說明如何評估一個問題的計算復(fù)雜性，以及計算復(fù)雜性對算法選擇和問題求解的影響。2、（本題5分）解釋計算思維中的計算宗教學(xué)中的宗教文本分析和文化研究，分析在宗教研究中的應(yīng)用。3、（本題5分）論述計算思維中的計算法學(xué)中的法律信息處理和案例分析，說明在法學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)論述計算思維在教育信息化中的作用。探討如何利用在線教育平臺收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)據(jù)分析和算法為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)方案，提升教育效果。2、（本題5分）在量子計算領(lǐng)域，計算思維面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。詳細(xì)論述如何運(yùn)用計算思維理解量子比特、量子門和量子算法的原理，探索量子計算在解決特定問題（如因數(shù)分解、優(yōu)化問題）上的優(yōu)勢和潛力，同時分析量子計算目前面臨的技術(shù)難題和未來發(fā)展方向。3、（本題5分）深入研究計算思維中的人工智能基礎(chǔ)，如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等，解釋其原理和方法，分析如何運(yùn)用計算思維構(gòu)建有效的人工智能模型，解決分類、預(yù)測、識別等問題，并通過實(shí)際的人工智能應(yīng)用案例進(jìn)行闡述。4、（本題5分）在移動應(yīng)用開發(fā)中，計算思維對于優(yōu)化應(yīng)用性能和用戶體驗(yàn)至關(guān)重要。詳細(xì)論述如何運(yùn)用計算思維的資源管理和節(jié)能策略，降低移動應(yīng)用的能耗，提高響應(yīng)速度，同時適應(yīng)不同設(shè)備的硬件特性和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以一款流行的移動應(yīng)用為例，分析其在計算思維方面的優(yōu)化措施和效果。5、（本題5分）在數(shù)據(jù)壓縮中的無損壓縮和有損壓縮技術(shù)中，根據(jù)需求選擇合適的壓縮方式是重要決策。請全面論述計算思維在無損壓縮和有損壓縮算法選擇中的考慮因素，如數(shù)據(jù)特征、壓縮比要求、恢復(fù)質(zhì)量需求，并且分析如何在不同應(yīng)用場景中權(quán)衡壓縮效果和計算成本。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個城市的水資源管理系統(tǒng)