合肥工業(yè)大學《計算理論》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《計算理論》2023-2024學年第一學期期末試卷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、假設正在開發(fā)一個虛擬現(xiàn)實（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.不進行任何優(yōu)化，使用最高的圖形設置B.采用多層次細節(jié)（LOD）技術，根據物體與玩家的距離動態(tài)調整其細節(jié)程度，減少不必要的計算開銷，同時結合有效的紋理壓縮和渲染管線優(yōu)化，在不犧牲視覺質量的前提下確保游戲的流暢運行，為玩家?guī)沓两降奶摂M現(xiàn)實體驗C.只關注畫面的逼真度，不考慮性能D.隨意選擇圖形渲染設置，不考慮其對性能的影響2、在計算機圖形學中，如果要實現(xiàn)實時的物理模擬，例如物體的碰撞和運動。以下哪種物理引擎和算法是常用的？（）A.Bullet物理引擎，模擬剛體動力學B.PhysX物理引擎，支持多種物理效果C.自定義的物理算法，根據具體需求實現(xiàn)D.以上引擎和算法的結合使用3、對于計算中的云計算概念，以下關于IaaS、PaaS和SaaS的描述，不正確的是哪一項？（）A.IaaS（基礎設施即服務）提供服務器、存儲和網絡等基礎設施資源B.PaaS（平臺即服務）提供平臺環(huán)境，如操作系統(tǒng)、數(shù)據庫和中間件C.SaaS（軟件即服務）提供完整的應用程序，用戶可以直接使用D.企業(yè)在選擇云計算服務模式時，只能選擇其中一種，不能根據需求組合使用4、在計算思維中的數(shù)據結構選擇方面，以下關于其考慮因素和影響的論述，哪一個是正確的？（）A.選擇數(shù)據結構時不需要考慮具體問題，隨便選擇一種都可以B.選擇合適的數(shù)據結構對于提高程序的效率和性能至關重要。在選擇數(shù)據結構時，需要考慮數(shù)據的操作需求（如插入、刪除、查找等）、數(shù)據量的大小、存儲空間的限制、算法的復雜度等因素。不同的數(shù)據結構（如數(shù)組、鏈表、棧、隊列、樹、圖等）在不同的場景下具有不同的優(yōu)勢和劣勢，正確的選擇可以大大提高程序的運行效率和可讀性C.數(shù)據結構的選擇對程序性能影響不大，主要取決于編程者的個人喜好D.數(shù)據結構的選擇只需要考慮數(shù)據的類型，其他因素無關緊要5、計算思維在科學研究中有很多應用。以下關于計算思維在科學研究中的應用的描述中，錯誤的是？（）A.計算思維可以幫助科學家更好地理解和分析科學數(shù)據，發(fā)現(xiàn)科學規(guī)律B.計算思維可以幫助科學家設計和實現(xiàn)科學實驗，提高實驗的效率和準確性C.計算思維可以幫助科學家開發(fā)科學計算軟件，進行數(shù)值模擬和數(shù)據分析D.計算思維只在計算機科學領域的科學研究中有應用，在其他領域的科學研究中沒有實際價值6、計算思維中的算法效率不僅僅取決于時間復雜度，還包括空間復雜度。對于一個需要處理大量數(shù)據但內存有限的情況，以下哪種算法可能不太適合（）A.需要大量額外內存來存儲中間結果的算法B.基于原地操作，盡量少占用額外內存的算法C.可以逐步釋放已處理數(shù)據所占用內存的算法D.對內存使用沒有特殊要求的算法7、對于計算思維中的遞歸算法，以下關于其特點和適用情況的說明，哪一項是準確的？（）A.遞歸算法復雜難懂，效率低下，很少有適用的場景B.遞歸算法是一種直接或間接調用自身函數(shù)或方法的算法。它具有簡潔、優(yōu)美的特點，能夠用簡潔的代碼解決某些具有重復結構或可以逐步分解的問題，如計算階乘、遍歷樹形結構等。但遞歸算法可能會導致棧溢出等問題，在實際應用中需要謹慎使用，通常適用于問題規(guī)模較小或結構清晰的情況C.遞歸算法只適用于數(shù)學計算，在其他領域幾乎沒有應用D.遞歸算法是一種過時的算法，已經被新的算法所取代8、在解決一個路徑規(guī)劃問題，比如為機器人找到從起點到終點的最優(yōu)路徑，計算思維能夠幫助我們選擇合適的算法。以下哪種算法在這種情況下更適用？（）A.深度優(yōu)先搜索算法，盡可能深入地探索路徑B.廣度優(yōu)先搜索算法，逐層擴展搜索范圍C.A*算法，結合啟發(fā)式信息估計路徑成本，更有可能找到最優(yōu)路徑D.隨機游走算法，隨機選擇前進方向9、在密碼學中，如果要生成安全的隨機數(shù)，用于加密密鑰等敏感操作。以下哪種方法是可靠的？（）A.使用編程語言內置的隨機數(shù)生成函數(shù)B.基于當前時間和系統(tǒng)狀態(tài)生成隨機數(shù)C.使用專門的硬件隨機數(shù)生成器D.人為隨機選擇數(shù)字10、計算思維中的并發(fā)和并行概念有助于提高系統(tǒng)性能。對于一個多線程程序，以下哪種情況可能導致線程安全問題（）A.多個線程同時讀寫共享數(shù)據B.每個線程處理獨立的數(shù)據C.線程之間沒有交互D.以上都不會11、在數(shù)據結構中，鏈表和數(shù)組是兩種常見的數(shù)據存儲方式。對于頻繁進行插入和刪除操作的數(shù)據，哪種數(shù)據結構更合適？（）A.鏈表B.數(shù)組C.兩者都可以D.取決于數(shù)據量大小12、關于計算中的軟件工程模型，以下哪種模型更適合需求不明確的項目？（）A.瀑布模型B.增量模型C.螺旋模型D.噴泉模型13、在計算思維的迭代和循環(huán)結構方面，以下關于其作用和應用場景的描述，哪種說法是正確的？（）A.迭代和循環(huán)結構只是編程中的一些語法形式，沒有實際的作用B.迭代和循環(huán)結構是實現(xiàn)重復操作和處理大量數(shù)據的重要手段。它們可以用于遍歷數(shù)組、執(zhí)行重復計算、模擬過程等。例如，在計算數(shù)列的和、查找數(shù)組中的特定元素、生成一系列圖形等場景中，通過合理使用迭代和循環(huán)結構，可以大大簡化代碼，提高編程效率，使程序能夠處理各種規(guī)模的數(shù)據和復雜的任務C.迭代和循環(huán)結構容易導致程序混亂，應盡量少用D.迭代和循環(huán)結構只適用于簡單的計算任務，對于復雜的邏輯不適用14、對于計算中的圖算法，以下關于深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索的描述，不正確的是哪一項？（）A.深度優(yōu)先搜索從起始節(jié)點開始，沿著一條路徑盡可能深地訪問節(jié)點，直到無法繼續(xù)，然后回溯B.廣度優(yōu)先搜索則從起始節(jié)點開始，逐層地訪問相鄰節(jié)點，先訪問距離起始節(jié)點近的節(jié)點C.深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索都可以用于圖的遍歷、尋找路徑、判斷連通性等問題D.深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索的時間復雜度和空間復雜度在所有類型的圖中都是相同的15、在計算中的數(shù)值計算方法中，以下關于插值和擬合的描述，不正確的是哪一項？（）A.插值是根據已知的數(shù)據點構建一個函數(shù)，使得該函數(shù)在這些數(shù)據點上的值與給定值相等B.擬合則是尋找一個函數(shù)，使其在整體上盡可能接近給定的數(shù)據點，不一定經過所有數(shù)據點C.插值和擬合在數(shù)據分析、曲線繪制、數(shù)值模擬等領域都有廣泛的應用，但它們的目的和適用場景不同D.插值總是比擬合更準確地反映數(shù)據的特征，因此在任何情況下都應該優(yōu)先選擇插值方法16、在人工智能領域，如果要訓練一個深度學習模型來識別圖像中的物體。以下哪種神經網絡架構和訓練方法是常用的？（）A.卷積神經網絡（CNN），使用反向傳播算法進行訓練B.循環(huán)神經網絡（RNN），處理序列數(shù)據C.生成對抗網絡（GAN），生成新的數(shù)據D.多層感知機（MLP），簡單的全連接網絡17、在探討計算思維中的加密與解密算法，以下關于其作用和類型的描述，哪一項是正確的？（）A.加密與解密算法用于保護信息的安全性和隱私性。加密將明文轉換為密文，使未經授權的用戶無法理解；解密則將密文恢復為明文。常見的加密算法包括對稱加密（如AES）和非對稱加密（如RSA）。對稱加密算法加密和解密使用相同的密鑰，效率高但密鑰管理困難；非對稱加密算法使用公鑰和私鑰，安全性高但計算開銷大。根據不同的應用場景和安全需求選擇合適的加密算法至關重要B.加密與解密算法過于復雜，普通用戶和大多數(shù)應用程序不需要使用，只有在涉及高度機密的信息時才需要考慮C.加密與解密算法的安全性完全取決于密鑰的長度，密鑰越長，算法就越安全D.加密與解密算法一旦確定就不能更改，否則會導致數(shù)據的混亂和不可用18、在計算機組成原理中，Cache與主存之間的數(shù)據交換是以什么為單位的？（）A.字節(jié)B.字C.塊D.頁19、當考慮計算思維中的數(shù)據結構（DataStructure）時，以下哪種說法是不正確的？（）A.數(shù)據結構用于組織和存儲數(shù)據，以便高效地進行訪問、修改和操作B.常見的數(shù)據結構如數(shù)組、鏈表、棧、隊列等，各有其特點和適用場景C.選擇合適的數(shù)據結構對于優(yōu)化程序的性能至關重要D.一旦確定了使用某種數(shù)據結構，就不能根據實際情況進行更改20、在進行算法復雜度分析時，計算思維要求我們準確評估算法的時間和空間需求。對于一個具有嵌套循環(huán)的算法，以下哪種分析方法更能準確估計其復雜度？（）A.只考慮最外層循環(huán)的迭代次數(shù)B.分別計算每個循環(huán)的迭代次數(shù)，然后簡單相加C.通過數(shù)學推導，計算總的操作次數(shù)與輸入規(guī)模之間的關系D.不進行分析，直接運行算法并觀察實際運行時間二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋計算思維中的“計算思維與批判性思維的結合”，說明批判性思維在計算思維中的體現(xiàn)，以及如何通過培養(yǎng)計算思維增強批判性思維能力。2、（本題5分）詳細闡述計算思維中的計算海洋學中的海洋數(shù)據監(jiān)測和生態(tài)模型構建，論述在海洋研究中的應用。3、（本題5分）詳細闡述計算思維中的工業(yè)4.0中的智能制造和生產優(yōu)化，論述數(shù)字化設計、生產過程監(jiān)控和質量控制的計算方法和技術。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）假設要為一個旅游預訂網站開發(fā)智能推薦功能，根據用戶的偏好、歷史訂單和熱門景點為其推薦旅行線路和酒店。請分析如何運用計算思維來提高推薦的準確性和個性化程度。2、（本題5分）在一個在線醫(yī)療咨詢平臺上，醫(yī)生的回復時間長，患者滿意度低。請用計算思維分析可能的原因，提出基于任務分配算法和智能提醒系統(tǒng)的改進措施。3、（本題5分）假設要開發(fā)一個智能視頻監(jiān)控分析系統(tǒng)，能夠自動識別異常行為和事件。請分析如何運用計算思維提升監(jiān)控效果。4、（本題5分）對于一個城市的交通流量監(jiān)測系統(tǒng)，需要實時分析道路擁堵情況并提供最優(yōu)的路線規(guī)劃。請全面分析此系統(tǒng)中所涉及的計算思維概念和解決問題的策略。5、（本題5分）在一個智能農業(yè)系統(tǒng)中，農作物的生長監(jiān)測和病蟲害預警不夠及時準確。請用計算思維分析原因，提出基于傳感器數(shù)據融合和機器學習的優(yōu)化方案。四、論述題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）在金融