天津城市建設(shè)管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院《計算思維與數(shù)據(jù)科學(xué)》2023-2024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頁天津城市建設(shè)管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《計算思維與數(shù)據(jù)科學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、對于計算思維中的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，在組織、存儲和檢索大量數(shù)據(jù)方面，以下哪一種描述是最恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了一種結(jié)構(gòu)化的方式來存儲和管理數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)的定義、插入、更新、查詢、刪除等操作。通過關(guān)系模型、索引、存儲優(yōu)化等技術(shù)，能夠高效地處理大規(guī)模數(shù)據(jù)，并保證數(shù)據(jù)的一致性、完整性和安全性。常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有MySQL、Oracle、SQLServer等B.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)只適用于企業(yè)級的大型應(yīng)用，對于小型項目和個人使用來說過于復(fù)雜和昂貴C.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的性能主要取決于硬件配置，軟件的優(yōu)化作用不大D.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)一旦建立，就不需要進(jìn)行維護(hù)和優(yōu)化，可以一直穩(wěn)定運行2、在數(shù)據(jù)庫的查詢優(yōu)化中，索引可以提高查詢效率。以下哪種情況建立索引可能效果不明顯？（）A.經(jīng)常進(jìn)行插入和刪除操作的表B.數(shù)據(jù)量較小的表C.很少用于查詢的列D.以上都是3、對于一個需要進(jìn)行數(shù)據(jù)加密存儲的系統(tǒng)，比如云存儲服務(wù)。在加密密鑰的管理方面，以下哪種方法可能是最安全和可靠的？（）A.將加密密鑰明文存儲在系統(tǒng)中，容易被竊取B.采用硬件安全模塊（HSM）來存儲和管理加密密鑰，提供物理級別的安全保護(hù)，防止密鑰被非法訪問和篡改，確保數(shù)據(jù)加密的安全性和可靠性，保護(hù)用戶在云存儲中的敏感信息C.不管理加密密鑰，讓用戶自己負(fù)責(zé)D.使用簡單的密碼作為加密密鑰，安全性低4、數(shù)據(jù)在計算思維中起著重要的作用。以下關(guān)于數(shù)據(jù)在計算思維中的作用的描述中，錯誤的是？（）A.數(shù)據(jù)是計算思維的基礎(chǔ)，沒有數(shù)據(jù)就無法進(jìn)行問題求解和系統(tǒng)設(shè)計B.數(shù)據(jù)可以用不同的方式表示和存儲，選擇合適的數(shù)據(jù)表示方式可以提高算法的效率C.數(shù)據(jù)可以通過分析和處理來提取有用的信息，為決策提供支持D.數(shù)據(jù)在計算思維中只起到輔助作用，算法和編程才是核心5、在計算思維中，對于一個需要同時處理多個任務(wù)的情況，以下哪種調(diào)度策略通常能提高系統(tǒng)的整體效率（）A.先來先服務(wù)B.短作業(yè)優(yōu)先C.優(yōu)先級調(diào)度D.隨機調(diào)度6、在計算機網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，星型、總線型和環(huán)型各有特點。以下關(guān)于星型拓?fù)涞膬?yōu)點，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.易于擴展B.故障診斷容易C.通信效率高D.以上都不對7、關(guān)于計算思維中的數(shù)據(jù)可視化（DataVisualization），以下說法不準(zhǔn)確的是：（）A.數(shù)據(jù)可視化是將數(shù)據(jù)以圖形、圖表等直觀的形式展示，幫助人們更好地理解和分析數(shù)據(jù)B.有效的數(shù)據(jù)可視化能夠揭示數(shù)據(jù)中的隱藏模式、趨勢和關(guān)系C.選擇合適的數(shù)據(jù)可視化方式取決于數(shù)據(jù)的類型、目的和受眾D.數(shù)據(jù)可視化只是為了讓數(shù)據(jù)看起來更漂亮，對數(shù)據(jù)分析沒有實質(zhì)作用8、計算思維強調(diào)算法的可擴展性。對于一個處理小數(shù)據(jù)量表現(xiàn)良好但處理大數(shù)據(jù)量性能急劇下降的算法，以下哪種改進(jìn)方法不太可能提高其可擴展性（）A.優(yōu)化算法的時間復(fù)雜度B.增加硬件資源C.簡化算法邏輯D.保持算法不變，只增加注釋9、在解決一個復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題時，需要設(shè)計一種高效的算法。如果問題涉及到對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行排序和查找，同時要求時間復(fù)雜度盡可能低。以下哪種算法可能是最合適的選擇？（）A.冒泡排序算法，通過反復(fù)比較相鄰元素進(jìn)行排序B.快速排序算法，采用分治的思想，平均性能較好C.插入排序算法，簡單直觀但效率較低D.選擇排序算法，每次選擇最小元素進(jìn)行排序10、在程序設(shè)計的錯誤處理中，異常處理機制用于捕獲和處理運行時錯誤。以下關(guān)于異常處理的描述，哪一項是正確的？（）A.可以提高程序的健壯性B.會降低程序的執(zhí)行效率C.應(yīng)該盡量避免使用D.以上都不對11、在開發(fā)一個手機應(yīng)用程序，需要考慮不同屏幕尺寸、操作系統(tǒng)版本和用戶操作習(xí)慣等因素。以計算思維的角度，以下哪種做法是最合適的？（）A.為每種屏幕尺寸和操作系統(tǒng)版本分別開發(fā)獨立的應(yīng)用程序B.開發(fā)一個通用的應(yīng)用程序，不考慮不同設(shè)備和用戶的差異C.采用響應(yīng)式設(shè)計，使應(yīng)用程序能夠自適應(yīng)不同的屏幕尺寸和操作系統(tǒng)特性D.只針對最流行的設(shè)備和操作系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，忽略其他情況12、對于計算思維中的迭代（Iteration）方法，以下說法錯誤的是：（）A.迭代是通過重復(fù)執(zhí)行相同的步驟，逐步逼近問題的解B.迭代過程中需要設(shè)置合適的終止條件，以避免無限循環(huán)C.迭代適用于求解那些無法直接通過公式計算得出精確解的問題D.迭代方法總是比直接計算方法更復(fù)雜，效率更低13、在計算思維的人工智能應(yīng)用（ApplicationofArtificialIntelligenceinComputationalThinking）中，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.人工智能中的機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)為計算思維提供了新的方法和思路B.可以利用計算思維來理解和優(yōu)化人工智能算法的設(shè)計和實現(xiàn)C.計算思維在人工智能的數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型訓(xùn)練和評估等環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要作用D.計算思維與人工智能完全無關(guān)，是兩個獨立的領(lǐng)域14、假設(shè)正在設(shè)計一個智能家居系統(tǒng)，能夠自動控制燈光、溫度和家電等設(shè)備。在實現(xiàn)設(shè)備之間的通信和協(xié)同工作方面，以下哪種通信協(xié)議可能是最合適的？（）A.HTTP，常用于網(wǎng)頁瀏覽B.Bluetooth，短距離無線通信C.Zigbee，專為低功耗、短距離的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計，能夠有效地支持智能家居中眾多設(shè)備之間的通信和協(xié)同工作，實現(xiàn)智能化的控制和管理，提升家居生活的便利性和舒適度D.自定義一種通信協(xié)議，不遵循任何標(biāo)準(zhǔn)15、對于計算思維中的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，以下關(guān)于其原理和應(yīng)用的描述，哪一種是準(zhǔn)確的？（）A.數(shù)據(jù)壓縮的原理是通過去除數(shù)據(jù)中的冗余和利用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性來減少存儲空間和傳輸帶寬。常見的壓縮算法有無損壓縮（如Huffman編碼、LZ算法）和有損壓縮（如JPEG圖像壓縮、MP3音頻壓縮）。數(shù)據(jù)壓縮廣泛應(yīng)用于文件存儲、網(wǎng)絡(luò)傳輸、多媒體處理等領(lǐng)域，在不損失重要信息或在可接受的損失范圍內(nèi)，有效地提高了數(shù)據(jù)的存儲和傳輸效率B.數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)雖然能夠節(jié)省存儲空間和帶寬，但會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的質(zhì)量下降，因此應(yīng)該謹(jǐn)慎使用C.數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)已經(jīng)非常成熟，沒有進(jìn)一步發(fā)展和創(chuàng)新的空間，未來的應(yīng)用也不會有太大的變化D.數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)只適用于特定類型的數(shù)據(jù)，如文本、圖像和音頻，對于其他類型的數(shù)據(jù)無法進(jìn)行壓縮16、關(guān)于計算思維中的面向?qū)ο缶幊蹋∣bject-OrientedProgramming），以下說法不準(zhǔn)確的是：（）A.面向?qū)ο缶幊虒?shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的方法封裝在對象中，通過對象之間的交互來實現(xiàn)程序功能B.它具有封裝性、繼承性和多態(tài)性等重要特性，提高了代碼的復(fù)用性和可維護(hù)性C.面向?qū)ο缶幊踢m用于所有類型的程序開發(fā)，是解決問題的最優(yōu)編程范式D.理解和運用面向?qū)ο缶幊绦枰莆疹?、對象、屬性、方法等基本概?7、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在計算思維中起著重要的作用。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的作用的描述中，錯誤的是？（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以幫助我們更好地組織和存儲數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的訪問效率B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以幫助我們更好地實現(xiàn)算法，提高算法的效率和可讀性C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以幫助我們更好地理解問題的本質(zhì)和關(guān)鍵特征，提高問題解決的效率D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只在計算機科學(xué)領(lǐng)域有應(yīng)用，在其他領(lǐng)域中沒有實際價值18、計算思維中的遞歸思想在很多算法中都有應(yīng)用。比如計算斐波那契數(shù)列，以下關(guān)于遞歸實現(xiàn)斐波那契數(shù)列的描述，錯誤的是（）A.遞歸算法簡潔直觀B.遞歸算法效率高C.遞歸可能會導(dǎo)致棧溢出D.遞歸算法存在大量重復(fù)計算19、當(dāng)設(shè)計一個計算機程序來解決一個復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，比如求解高次方程的根，計算思維在其中發(fā)揮著重要的指導(dǎo)作用。在這種情況下，以下哪種方法更符合計算思維的理念？（）A.采用試錯法，隨機輸入數(shù)值進(jìn)行計算，直到找到近似解B.運用數(shù)學(xué)定理和公式，推導(dǎo)精確的求解算法，并通過程序?qū)崿F(xiàn)C.借助現(xiàn)有的開源程序，不考慮其內(nèi)部原理，直接使用D.放棄使用計算機程序，手動計算求解20、在計算中的搜索算法中，以下對于深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索的搜索策略、適用場景和時間復(fù)雜度的描述，哪一種說法是正確的？（）A.深度優(yōu)先搜索沿著一條路徑盡可能深地探索，直到無法繼續(xù)，然后回溯；廣度優(yōu)先搜索則逐層地訪問節(jié)點。深度優(yōu)先搜索適用于求解路徑問題，如迷宮問題；廣度優(yōu)先搜索適用于求最短路徑問題。深度優(yōu)先搜索的時間復(fù)雜度與圖的結(jié)構(gòu)有關(guān)，廣度優(yōu)先搜索的時間復(fù)雜度為O(|V|+|E|)，其中|V|表示頂點數(shù)，|E|表示邊數(shù)B.深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索在搜索策略和適用場景上沒有明顯區(qū)別，可以隨意選擇使用C.深度優(yōu)先搜索的時間復(fù)雜度總是低于廣度優(yōu)先搜索，因此在大多數(shù)情況下應(yīng)選擇深度優(yōu)先搜索D.深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索都只適用于小型圖，對于大型圖無法使用21、在處理一個復(fù)雜的邏輯問題時，如果需要根據(jù)不同的條件執(zhí)行不同的操作，并且條件之間存在復(fù)雜的組合關(guān)系。以下哪種編程結(jié)構(gòu)能夠清晰地表達(dá)這種邏輯？（）A.順序結(jié)構(gòu)，按照代碼書寫順序依次執(zhí)行B.選擇結(jié)構(gòu)，如if-else語句C.循環(huán)結(jié)構(gòu)，如for和while循環(huán)D.函數(shù)調(diào)用結(jié)構(gòu)，將邏輯封裝為函數(shù)22、在程序設(shè)計語言的并發(fā)編程中，線程同步的方法有多種。以下哪種方法可以實現(xiàn)互斥訪問？（）A.信號量B.管程C.條件變量D.以上都是23、在進(jìn)行體育賽事的數(shù)據(jù)分析時，需要收集運動員的表現(xiàn)數(shù)據(jù)、比賽結(jié)果、戰(zhàn)術(shù)運用等信息，以評估球隊和運動員的水平，并為訓(xùn)練和比賽策略提供依據(jù)。在這個數(shù)據(jù)驅(qū)動的過程中，以下哪種計算思維的應(yīng)用能夠提供有價值的洞察？（）A.數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析B.模型預(yù)測比賽結(jié)果C.運動員表現(xiàn)評估指標(biāo)設(shè)計D.以上都是24、在計算中的算法效率評估中，以下關(guān)于大O記號和漸近分析的描述，不正確的是哪一項？（）A.大O記號用于描述算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度的上界，它忽略了低階項和常數(shù)因子，關(guān)注算法在輸入規(guī)模趨于無窮大時的增長趨勢B.漸近分析可以幫助我們比較不同算法的效率，選擇在大規(guī)模數(shù)據(jù)下性能更優(yōu)的算法C.即使兩個算法的大O記號相同，它們在實際運行中的性能也可能有很大差異，還需要考慮具體的硬件環(huán)境和數(shù)據(jù)特征D.大O記號能夠準(zhǔn)確地反映算法在所有輸入情況下的實際運行時間，是評估算法效率的唯一可靠指標(biāo)25、關(guān)于計算思維中的密碼學(xué)（Cryptography）基礎(chǔ)，以下說法不正確的是：（）A.密碼學(xué)用于保護(hù)信息的機密性、完整性和可用性B.常見的密碼算法有對稱加密算法、非對稱加密算法和哈希函數(shù)等C.密碼學(xué)的安全性基于數(shù)學(xué)難題和計算復(fù)雜性理論D.密碼學(xué)只用于軍事和國家安全領(lǐng)域，在日常生活中沒有應(yīng)用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述計算思維中的“計算思維與未來社會的發(fā)展”，說明計算思維在推動科技進(jìn)步、社會變革和人類發(fā)展方面的潛在作用和影響。2、（本題5分）在計算思維中，如何處理不確定性和隨機性是一個重要的問題。請論述隨機算法、蒙特卡羅方法等在處理不確定性問題中的應(yīng)用，例如估算圓周率、模擬股票價格走勢等。3、（本題5分）解釋計算思維中的“計算思維在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用”，舉例說明在疾病診斷、治療方案制定、醫(yī)療數(shù)據(jù)分析等方面如何運用計算思維。4、（本題5分）解釋計算思維中的云計算概念，說明云計算的服務(wù)模式和部署模型，以及在企業(yè)信息化中的應(yīng)用。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）假設(shè)要開發(fā)一個智能家居控制系統(tǒng)，能夠統(tǒng)一管理燈光、電器、安防設(shè)備和能源消耗。請分析如何運用計算思維來實現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通和自動化控制。2、（本題5分）在一個在線醫(yī)療診斷輔助系統(tǒng)中，需要對患者的癥狀、檢查結(jié)果等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析給出診斷建議。分析如何運用計算思維提高診斷準(zhǔn)確性。3、（本題5分）某移動辦公應(yīng)用在文件同步和協(xié)作編輯方面存在問題，影響工作效率。請以計算思維為指導(dǎo)，研究如何通過云存儲技術(shù)、版本控制算法和實時同步機制來改善文件管理和協(xié)作功能。4、（本題5分）某在線點餐平臺的菜單推薦和菜品搭配不夠合理，無法滿足用戶的口味和營養(yǎng)需求。請從計算思維的角度思考如何利用用戶偏好數(shù)據(jù)、菜品營養(yǎng)成分分析和關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘來提供更優(yōu)質(zhì)的點餐服務(wù)。5、（本題5分）在一個生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)中，要優(yōu)化生產(chǎn)流程以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。請仔細(xì)分析如何運用計算思維來識別瓶頸環(huán)節(jié)和改進(jìn)生產(chǎn)工藝。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）算法的優(yōu)化是提高程序性能的重要途徑。論述常見的算法優(yōu)化策略（如時間復(fù)雜度優(yōu)化、空間復(fù)雜度優(yōu)化、代碼可讀性優(yōu)化），分析在不同場景下如何選擇合適的優(yōu)化策略，通過一個具體的算法