瓊臺師范學(xué)院《數(shù)據(jù)可視化》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁瓊臺師范學(xué)院

《數(shù)據(jù)可視化》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、在一個(gè)需要頻繁合并和查找集合元素所屬集合的場景中，例如在圖像處理中合并相似的區(qū)域，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.并查集，能夠高效地進(jìn)行集合的合并和查找B.二叉搜索樹，主要用于元素的查找和排序C.圖，用于表示復(fù)雜的關(guān)系，對于簡單的集合操作可能過于復(fù)雜D.鏈表，合并和查找操作效率較低2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于形態(tài)學(xué)處理的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，分析處理效果和算法復(fù)雜度。3、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制，闡述系統(tǒng)的控制算法和硬件實(shí)現(xiàn)。4、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)電壓跟隨器，提高電路的輸入阻抗和輸出穩(wěn)定性。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理的車牌識別停車場管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)識別和出入管理。6、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號處理系統(tǒng)，能夠?qū)φZ音信號進(jìn)行降噪處理，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件算法實(shí)現(xiàn)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測土壤濕度、溫度、酸堿度等參數(shù)。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的音頻功率放大器，能夠驅(qū)動(dòng)一定阻抗的揚(yáng)聲器，輸出足夠的功率且具有較小的失真。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電梯的上升、下降、?？俊㈤_門、關(guān)門等功能，并具備超載報(bào)警和故障診斷功能。10、設(shè)計(jì)一個(gè)LED點(diǎn)陣顯示屏電路，能夠顯示文字和圖形，顯示顏色為紅色和綠色。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的比較器陣列電路，能夠同時(shí)比較多個(gè)輸入信號的大小。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動(dòng)控制灌溉設(shè)備，提供系統(tǒng)的硬件電路和軟件控制邏輯。13、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包過濾系統(tǒng)，需要根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、協(xié)議類型等信息進(jìn)行快速的過濾和處理。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合最適合實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的高效過濾？（）A.決策樹和分類算法B.位圖和位運(yùn)算C.圖和最短路徑算法D.數(shù)組和遍歷算法14、使用數(shù)字信號處理技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器，能夠?qū)斎氲囊纛l信號進(jìn)行特定頻率范圍的濾波，如低通、高通或帶通濾波。15、設(shè)計(jì)一個(gè)±5V轉(zhuǎn)±15V的DC-DC電源變換電路，輸出電流不小于0.2A，給出原理圖和PCB布局。二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）分析在字符串匹配中，如何利用后綴自動(dòng)機(jī)提高匹配效率。2、（本題5分）論述在插入排序的改進(jìn)算法中，如二分插入排序，如何提高插入效率。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在具有n個(gè)元素的鏈表中，如何實(shí)現(xiàn)鏈表的反轉(zhuǎn)操作，并給出具體的算法步驟和代碼實(shí)現(xiàn)。4、（本題5分）闡述隊(duì)列在操作系統(tǒng)中的應(yīng)用，如進(jìn)程調(diào)度、消息隊(duì)列等，并解釋其作用。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某電商平臺的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史、購買記錄和收藏行為為用戶推薦相關(guān)商品。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和分析這些用戶行為數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的商品推薦算法，能夠?qū)崟r(shí)更新推薦結(jié)果以適應(yīng)用戶興趣的變化。2、（本題5分）一個(gè)在線健身課程平臺需要管理課程視頻、學(xué)員的學(xué)習(xí)進(jìn)度、打卡記錄和教練評價(jià)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化用戶體驗(yàn)和課程管理。3、（本題5分）某高校的課程管理系統(tǒng)需要對課程的選課信息進(jìn)行處理。選課信息包括課程編號、課程名稱、授課教師、選課學(xué)生名單等。這些信息以隊(duì)列和棧的組合形式存儲。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）按照選課先后順序輸出選課學(xué)生名單；（2）撤銷某個(gè)學(xué)生的選課；（3）統(tǒng)計(jì)每門課程的選課人數(shù)；（4）調(diào)整選課順序，將優(yōu)先選課的學(xué)生排在前面。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）一個(gè)電商倉庫的庫存管理系統(tǒng)需要對商品的庫存數(shù)量和出入庫記錄進(jìn)行管理。商品信息包括商品編號、名稱、庫存數(shù)量、出入庫記錄等。考慮使用靜態(tài)鏈表來存儲這些信息。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某種商品的庫存數(shù)量；（2）商品入庫時(shí)增加庫存數(shù)量并記錄；（3）商品出庫時(shí)減少庫存數(shù)量并記錄；（4）統(tǒng)計(jì)庫存數(shù)量低于預(yù)警值的商品種類。分析所設(shè)計(jì)算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）一家酒店的預(yù)訂系統(tǒng)需要記錄房間信息和預(yù)訂記錄，房間信息包括房間號、房間類型、價(jià)格、可預(yù)訂狀態(tài)，預(yù)訂記錄包括預(yù)訂ID、房間號、入住時(shí)間、退房時(shí)間、客人姓名。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理預(yù)訂數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)房間的快速預(yù)訂、取消預(yù)訂、查詢房間可用性，并統(tǒng)計(jì)不同時(shí)間段的預(yù)訂率。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用鄰接矩陣存儲有向圖，判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在邊，并輸出結(jié)果。2、（本題10分）使用順序存儲的方式設(shè)計(jì)一個(gè)循環(huán)隊(duì)列，模擬實(shí)現(xiàn)火車站售票窗口的排隊(duì)購票