瓊臺師范學院《數(shù)據(jù)可視化》2022-2023學年第一學期期末試卷

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2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、設計一個基于STM8的智能風扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速，闡述系統(tǒng)組成和控制策略。2、選擇排序是另一種常見的排序算法。以下關(guān)于選擇排序的說法中，不正確的是（）A.選擇排序每次從待排序序列中選擇最小（或最大）的元素放到已排序序列的末尾B.選擇排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)C.選擇排序的空間復雜度為O(1)D.選擇排序是一種穩(wěn)定的排序算法3、設計一個基于模擬濾波器和數(shù)字濾波器組合的信號濾波系統(tǒng)，有效濾除多種類型的噪聲。4、設計一個基于編碼器和驅(qū)動器的伺服電機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)高精度的位置和速度控制。5、設計一個電子秤電路，能夠測量物體的重量，測量范圍為0kg到10kg，精度為±0.01kg。6、根據(jù)通信原理，設計一個衛(wèi)星導航接收機的前端電路，能夠接收和解碼衛(wèi)星導航信號。7、設計一個基于觸摸屏的人機交互界面，用于控制和顯示一個電子設備的工作狀態(tài)和參數(shù)。8、在二叉樹的應用中，二叉查找樹常用于實現(xiàn)動態(tài)集合的操作。以下關(guān)于二叉查找樹的操作，錯誤的是（）A.查找操作通過比較節(jié)點值，沿著合適的子樹進行B.插入操作可能會破壞二叉查找樹的性質(zhì)，需要進行調(diào)整C.刪除操作總是刪除葉子節(jié)點，不會影響樹的結(jié)構(gòu)D.可以通過中序遍歷得到有序的節(jié)點值序列9、基于通信糾錯編碼和交織技術(shù)設計一個抗衰落通信系統(tǒng)，提高在惡劣信道條件下的數(shù)據(jù)傳輸可靠性。10、假設要實現(xiàn)一個可以動態(tài)調(diào)整大小的有序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且支持高效的插入、刪除和查找操作，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.平衡二叉搜索樹，如AVL樹或紅黑樹，能保持平衡，操作效率高B.鏈表，插入和刪除方便，但查找效率低C.數(shù)組，動態(tài)調(diào)整大小復雜，且插入和刪除操作可能導致大量元素移動D.棧，不符合有序和動態(tài)調(diào)整的要求11、設計一個具有電源管理功能的集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同電源軌的監(jiān)控和控制，給出電路設計和功能驗證。12、平衡二叉樹是為了改進二叉搜索樹在某些情況下退化為鏈表的情況而設計的。AVL樹是一種常見的平衡二叉樹，通過旋轉(zhuǎn)操作來保持樹的平衡。當在AVL樹中插入一個新節(jié)點導致失衡時，可能需要進行單旋轉(zhuǎn)或雙旋轉(zhuǎn)操作來恢復平衡。以下關(guān)于AVL樹旋轉(zhuǎn)操作的描述，錯誤的是：（）A.旋轉(zhuǎn)操作可以保持二叉樹的性質(zhì)B.旋轉(zhuǎn)操作的目的是調(diào)整節(jié)點的位置，使樹重新平衡C.單旋轉(zhuǎn)和雙旋轉(zhuǎn)操作一定能使樹的高度降低D.旋轉(zhuǎn)操作的時間復雜度為O(1)13、設計一個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的多星座融合定位算法，評估定位精度的提升效果。14、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，利用緩存局部性原理可以提高性能。以下關(guān)于緩存局部性原理的描述，錯誤的是：（）A.時間局部性指的是最近被訪問過的數(shù)據(jù)在不久的將來很可能再次被訪問B.空間局部性指的是相鄰的數(shù)據(jù)很可能在短時間內(nèi)被一起訪問C.利用緩存局部性原理可以通過合理的數(shù)據(jù)布局和訪問順序來提高緩存命中率D.緩存局部性原理只適用于硬件層面的優(yōu)化，對軟件中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設計沒有影響15、鏈表是一種常見的鏈式存儲結(jié)構(gòu)。在鏈表中，又分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表等。以下關(guān)于鏈表的敘述中，錯誤的是（）A.單鏈表中每個節(jié)點只有一個指向后繼節(jié)點的指針B.雙向鏈表中每個節(jié)點有兩個指針，分別指向前驅(qū)節(jié)點和后繼節(jié)點C.循環(huán)鏈表的尾節(jié)點指針指向頭節(jié)點，形成一個環(huán)形結(jié)構(gòu)D.鏈表的插入和刪除操作在任何位置都能高效完成，時間復雜度為O(1)16、設計一個基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的車牌識別系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲能囕v圖像進行車牌定位、字符分割和識別，闡述算法流程和實現(xiàn)方法。17、設計一個基于數(shù)字圖像處理的醫(yī)學圖像分析系統(tǒng)，能夠輔助醫(yī)生進行疾病診斷和治療。18、根據(jù)數(shù)字信號處理知識，設計一個數(shù)字音樂合成器，能夠生成各種樂器的聲音和音樂旋律。19、設計一個±12V轉(zhuǎn)±5V的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，輸出電流不小于0.5A，給出原理圖和PCB布線。20、設計一個基于光電編碼器的位移測量系統(tǒng)，能夠準確測量物體的直線位移，并進行數(shù)據(jù)顯示和記錄。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細說明如何在一個有向圖中進行拓撲排序的并行算法，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其性能優(yōu)勢。2、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，解釋線索二叉樹的概念和作用，說明如何構(gòu)建線索二叉樹，并舉例說明其在遍歷中的應用。3、（本題5分）解釋如何在一個字符串中查找所有長度為k的子串，并判斷是否為回文串。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于字典樹和深度優(yōu)先搜索算法，設計一個程序，找出一個有向圖中的所有強連通分量。2、（本題5分）使用棧結(jié)構(gòu)設計一個表達式計算程序，能夠處理包含括號和多種運算符的復雜表達式。3、（本題5分）設計一個程序，使用循環(huán)隊列存儲銀行交易記錄，實現(xiàn)交易的查詢和統(tǒng)計。4、（本題5分）設計一個程序，使用堆優(yōu)化迪杰斯特拉算法求解單源最短路徑問題，分析其性能提升。5、（本題5分）設計一個算法，利用平衡二叉樹存儲城市的名稱和人口數(shù)量，實現(xiàn)按人口數(shù)量進行排序和查找。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個在線健身平臺需要管理用戶的健身計劃、運動記錄、飲食記錄和身體指標等。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持健身計劃的制定和修改，運動和飲食記錄的錄入，身體指標的測量和分析，并能夠根據(jù)用戶數(shù)據(jù)提供個性化的健身建議和目標設定。2、（本題10分）某電商平臺需要對用戶的購買記錄進行分析，以了解用戶的消費習慣