中南林業(yè)科技大學(xué)《數(shù)據(jù)可視化開發(fā)實(shí)訓(xùn)實(shí)踐》2023-2024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頁中南林業(yè)科技大學(xué)

《數(shù)據(jù)可視化開發(fā)實(shí)訓(xùn)實(shí)踐》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘電路，能夠準(zhǔn)確顯示時(shí)、分、秒，具有校時(shí)功能，并使用數(shù)碼管或液晶顯示屏進(jìn)行顯示，提供詳細(xì)的電路原理圖和程序代碼。2、遞歸是一種編程技術(shù)，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法中經(jīng)常用到。以下關(guān)于遞歸的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.遞歸函數(shù)直接或間接調(diào)用自身B.遞歸算法通常比非遞歸算法更簡潔易懂C.遞歸算法的執(zhí)行效率總是高于非遞歸算法D.遞歸在處理某些問題時(shí)，如樹和圖的遍歷，非常方便3、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)交通流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，能夠?qū)Φ缆飞系能囕v數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM的工業(yè)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的參數(shù)監(jiān)測和控制，描述系統(tǒng)架構(gòu)和軟件界面。5、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻混音器，能夠處理8路音頻輸入，實(shí)現(xiàn)音量、平衡和效果調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和電路實(shí)現(xiàn)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的自動(dòng)化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)線上多個(gè)設(shè)備的順序控制、邏輯控制和故障報(bào)警功能。7、在一個(gè)需要對一組數(shù)據(jù)進(jìn)行去重操作的場景中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.集合，自動(dòng)去除重復(fù)元素B.數(shù)組，需要額外的算法進(jìn)行去重C.鏈表，去重操作復(fù)雜且效率低D.棧，不適合進(jìn)行去重操作8、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)擴(kuò)頻模塊的性能測試方案，包括擴(kuò)頻增益、抗干擾能力等指標(biāo)的測量。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，采用FOC控制算法，實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速和位置控制，給出系統(tǒng)組成和軟件流程。10、使用集成電路設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器，要求輸出功率達(dá)到一定值，同時(shí)具有良好的音質(zhì)和低噪聲。11、假設(shè)正在開發(fā)一個(gè)操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理模塊，需要有效地分配和回收內(nèi)存空間，并且能夠快速查找空閑的內(nèi)存塊。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的選擇？（）A.二叉搜索樹，存儲(chǔ)內(nèi)存塊的信息B.鏈表，記錄內(nèi)存塊的使用情況C.哈希表，快速定位空閑內(nèi)存塊D.數(shù)組，直接分配和管理內(nèi)存12、在圖的存儲(chǔ)和遍歷中，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷可以用于判斷圖是否連通。以下關(guān)于連通性判斷的敘述中，不正確的是（）A.如果從某個(gè)頂點(diǎn)出發(fā)能夠遍歷到圖中的所有頂點(diǎn)，則圖是連通的B.對于無向圖，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的結(jié)果相同，都能判斷連通性C.對于有向圖，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的結(jié)果可能不同，需要綜合判斷連通性D.無論圖的存儲(chǔ)方式如何，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷判斷連通性的時(shí)間復(fù)雜度相同13、在圖的存儲(chǔ)中，鄰接多重表常用于無向圖的存儲(chǔ)。以下關(guān)于鄰接多重表的優(yōu)點(diǎn)，描述錯(cuò)誤的是（）A.便于刪除和插入邊B.節(jié)省存儲(chǔ)空間C.便于判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否有邊D.對有向圖的存儲(chǔ)效果更好14、對于一個(gè)有序數(shù)組，使用二分查找算法查找一個(gè)特定元素。假設(shè)數(shù)組為[1,3,5,7,9,11,13]，要查找元素7，以下關(guān)于查找過程的描述，哪個(gè)是正確的？（）A.每次都將數(shù)組分成兩等份進(jìn)行比較B.先比較中間元素，如果大于中間元素則在右半部分查找，否則在左半部分查找C.從數(shù)組的第一個(gè)元素開始依次比較D.隨機(jī)選擇數(shù)組中的元素進(jìn)行比較15、在排序算法中，選擇排序是一種簡單的排序方法，以下關(guān)于選擇排序的描述，正確的是：（）A.選擇排序在每一輪選擇未排序部分的最小元素，與當(dāng)前位置的元素交換B.選擇排序在最好和最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度都是O(nlogn)C.選擇排序是一種穩(wěn)定的排序算法，不會(huì)改變相同元素的相對順序D.選擇排序的空間復(fù)雜度較高，需要額外的大量輔助空間16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上升、下降、?？俊㈤_門、關(guān)門等邏輯控制和安全保護(hù)功能。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32微控制器的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，支持PWM調(diào)速和閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對直流電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)的精確調(diào)速，提供控制算法和程序框架。18、對于一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的二叉搜索樹，其平均查找長度的期望值在什么量級(jí)？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)19、在一個(gè)大型企業(yè)的員工管理系統(tǒng)中，需要存儲(chǔ)員工的基本信息，如姓名、工號(hào)、部門、職位等，并且能夠按照部門快速查找和統(tǒng)計(jì)員工數(shù)量。為了實(shí)現(xiàn)這樣的功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是比較合適的選擇？（）A.字典樹B.堆C.跳表D.并查集20、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在研究一個(gè)順序存儲(chǔ)的線性表。以下關(guān)于線性表的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.順序存儲(chǔ)的線性表在插入和刪除元素時(shí)，可能需要移動(dòng)大量元素，效率較低B.線性表的長度可以動(dòng)態(tài)變化，根據(jù)需要增加或減少存儲(chǔ)的元素?cái)?shù)量C.可以通過索引快速訪問順序存儲(chǔ)線性表中的任意元素D.順序存儲(chǔ)的線性表適合頻繁進(jìn)行插入和刪除操作的場景二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)順序表中，插入和刪除操作在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度分別是多少？并解釋為什么會(huì)是這樣的復(fù)雜度。2、（本題5分）闡述如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的鏈表中，使用選擇排序算法進(jìn)行排序，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)帶權(quán)無向圖中計(jì)算兩個(gè)頂點(diǎn)之間的所有簡單路徑。4、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場景，如括號(hào)匹配、進(jìn)制轉(zhuǎn)換等，并說明其實(shí)現(xiàn)原理。5、（本題5分）詳細(xì)闡述歸并排序在外部排序中的應(yīng)用和優(yōu)勢。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）使用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)布線規(guī)劃系統(tǒng)，確保網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性和高效性。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在給定的循環(huán)鏈表中查找指定元素，輸出查找結(jié)果。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用堆結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對一組任務(wù)按照難度和重要程度進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，對一個(gè)二叉搜索樹進(jìn)行范圍查詢，輸出滿足條件的節(jié)點(diǎn)值。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用普里姆算法構(gòu)建一個(gè)無向圖的最小生成樹，并輸出其邊的集合。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的基本信息、工作經(jīng)歷、培訓(xùn)記錄和績效考核等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織這些數(shù)據(jù)，以便能夠快速地查詢員工信息、生成各類報(bào)表，并支持員工信息的更新和刪除操作。2、（本題10分）一個(gè)學(xué)校的教材管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)教材的信息，包括教材編號(hào)、教材名稱、作者、出版社、庫存數(shù)量、已預(yù)訂數(shù)量等。系統(tǒng)要支持快速查找特定教材、按照庫存數(shù)量對教材進(jìn)行排序、新增教材采購、修改預(yù)訂數(shù)量、刪除不再使用的教材。請確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。3、（本題10分）一個(gè)在線訂餐