鄭州工程技術(shù)學(xué)院《計(jì)算思維與算法設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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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、在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，文件的物理結(jié)構(gòu)有多種。以下哪種物理結(jié)構(gòu)適合隨機(jī)訪問？（）A.連續(xù)分配B.鏈接分配C.索引分配D.以上都不對(duì)2、計(jì)算思維強(qiáng)調(diào)在解決問題時(shí)考慮多種可能的解決方案。對(duì)于一個(gè)計(jì)算兩個(gè)數(shù)最大公約數(shù)的問題，除了歐幾里得算法，還可以使用（）A.暴力枚舉法B.隨機(jī)算法C.以上都不行D.以上都可以3、在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，計(jì)算思維對(duì)于解決復(fù)雜問題至關(guān)重要。假設(shè)你正在開發(fā)一個(gè)智能交通管理系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)處理大量的車輛位置和行駛數(shù)據(jù)，以優(yōu)化交通流量和減少擁堵。在設(shè)計(jì)算法時(shí)，以下哪種策略是最為關(guān)鍵的？（）A.簡(jiǎn)單地按照車輛到達(dá)順序進(jìn)行處理，不考慮其他因素B.采用基于貪心算法的策略，每次選擇局部最優(yōu)的決策，以期望達(dá)到整體最優(yōu)C.運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法，將問題分解為多個(gè)子問題，并通過保存子問題的解來避免重復(fù)計(jì)算，從而有效地處理大規(guī)模數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)的交通流量?jī)?yōu)化，這在處理復(fù)雜的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和長(zhǎng)期規(guī)劃方面具有顯著優(yōu)勢(shì)D.隨機(jī)選擇處理方式，不遵循任何特定的算法邏輯4、在計(jì)算思維中，對(duì)于一個(gè)需要同時(shí)處理多個(gè)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(jí)調(diào)度D.隨機(jī)調(diào)度5、當(dāng)設(shè)計(jì)一款新型的智能手機(jī)應(yīng)用程序時(shí)，需要充分考慮用戶需求、界面友好性、功能完整性以及運(yùn)行效率等多個(gè)方面。假設(shè)這款應(yīng)用要處理大量的用戶數(shù)據(jù)，并在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。那么，在開發(fā)過程中，以下哪個(gè)計(jì)算思維的概念對(duì)于確保應(yīng)用的性能和用戶體驗(yàn)最為關(guān)鍵？（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇B.代碼優(yōu)化C.需求分析D.系統(tǒng)集成6、在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算思維能夠幫助我們從海量信息中提取有價(jià)值的知識(shí)。想象您正在分析一個(gè)大型電商網(wǎng)站的用戶購買行為數(shù)據(jù)，以優(yōu)化推薦系統(tǒng)。以下哪種策略最能體現(xiàn)計(jì)算思維在這個(gè)情境中的應(yīng)用？（）A.隨機(jī)抽取一部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，根據(jù)結(jié)果做出推測(cè)B.對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的手動(dòng)檢查和分類C.運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的隱藏模式和關(guān)聯(lián)，例如哪些商品經(jīng)常被一起購買D.只關(guān)注最近一周的數(shù)據(jù)，忽略之前的歷史數(shù)據(jù)7、對(duì)于計(jì)算中的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)原則，以下關(guān)于范式和數(shù)據(jù)完整性的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.范式是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中的規(guī)范化規(guī)則，用于減少數(shù)據(jù)冗余和提高數(shù)據(jù)的一致性，常見的范式有第一范式、第二范式和第三范式等B.數(shù)據(jù)完整性包括實(shí)體完整性、參照完整性和用戶自定義完整性，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性C.遵循范式可以優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的性能和存儲(chǔ)，但在某些情況下，為了提高查詢效率，可能會(huì)適當(dāng)違反范式D.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)只需要滿足范式要求，就能夠保證數(shù)據(jù)的完整性和系統(tǒng)的高性能，無需考慮其他因素8、對(duì)于計(jì)算中的云計(jì)算概念，以下關(guān)于IaaS、PaaS和SaaS的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）提供服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施資源B.PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）提供平臺(tái)環(huán)境，如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和中間件C.SaaS（軟件即服務(wù)）提供完整的應(yīng)用程序，用戶可以直接使用D.企業(yè)在選擇云計(jì)算服務(wù)模式時(shí)，只能選擇其中一種，不能根據(jù)需求組合使用9、在設(shè)計(jì)一個(gè)高效的排序算法來對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行排序時(shí)，計(jì)算思維要求我們考慮算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。以下哪種排序算法在大多數(shù)情況下更能體現(xiàn)計(jì)算思維的優(yōu)勢(shì)？（）A.冒泡排序，簡(jiǎn)單但效率較低B.快速排序，平均情況下性能較好C.插入排序，適用于小規(guī)模數(shù)據(jù)D.選擇排序，每次選擇最小元素進(jìn)行排序10、在算法分析中，大O記號(hào)用于表示算法的漸近復(fù)雜度。如果一個(gè)算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，意味著什么？（）A.算法的執(zhí)行時(shí)間與輸入規(guī)模的平方成正比B.算法的執(zhí)行時(shí)間與輸入規(guī)模成線性關(guān)系C.算法的執(zhí)行時(shí)間是固定的D.以上都不對(duì)11、對(duì)于一個(gè)需要進(jìn)行大規(guī)模數(shù)值計(jì)算的科學(xué)問題，例如天氣預(yù)報(bào)模型。以下哪種編程語言和計(jì)算框架能夠提供高效的計(jì)算支持？（）A.Fortran語言，擅長(zhǎng)科學(xué)計(jì)算B.JavaScript語言，用于網(wǎng)頁開發(fā)C.Python語言，結(jié)合NumPy和SciPy庫D.HTML語言，用于網(wǎng)頁設(shè)計(jì)12、當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)程序來解決一個(gè)復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，比如求解高次方程的根，計(jì)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(jì)算思維的理念？（）A.采用試錯(cuò)法，隨機(jī)輸入數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，直到找到近似解B.運(yùn)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(jì)算機(jī)程序，手動(dòng)計(jì)算求解13、關(guān)于計(jì)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(xiàng)目？（）A.瀑布模型B.增量模型C.螺旋模型D.噴泉模型14、在計(jì)算思維的模擬與仿真（SimulationandEmulation）中，以下描述錯(cuò)誤的是：（）A.模擬與仿真是通過建立模型來模仿真實(shí)系統(tǒng)的行為和性能B.可以用于預(yù)測(cè)系統(tǒng)的未來狀態(tài)、優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和評(píng)估不同策略的效果C.模擬與仿真的結(jié)果完全準(zhǔn)確，能夠替代真實(shí)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和測(cè)試D.建立有效的模擬與仿真模型需要對(duì)系統(tǒng)的原理和運(yùn)行機(jī)制有深入的理解15、在開發(fā)一款智能語音助手時(shí)，需要處理語音識(shí)別、語義理解、對(duì)話管理等多個(gè)技術(shù)難題，并提供自然流暢的交互體驗(yàn)。在這個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)中，以下哪種計(jì)算思維的技術(shù)和方法能夠?qū)崿F(xiàn)智能助手的高效能和高可用性？（）A.語音識(shí)別算法改進(jìn)B.語義理解模型訓(xùn)練C.對(duì)話流程設(shè)計(jì)與優(yōu)化D.以上都是16、在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程和線程是重要的概念。以下關(guān)于進(jìn)程和線程的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程B.線程比進(jìn)程的開銷小C.進(jìn)程之間的通信比線程之間的通信更復(fù)雜D.線程不能獨(dú)立執(zhí)行17、對(duì)于計(jì)算思維中的迭代（Iteration）方法，以下說法錯(cuò)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(jì)算得出精確解的問題D.迭代方法總是比直接計(jì)算方法更復(fù)雜，效率更低18、關(guān)于計(jì)算思維中的優(yōu)化問題求解，以下對(duì)于其策略和技巧的闡述，哪一個(gè)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.優(yōu)化問題求解沒有固定的策略和技巧，完全靠運(yùn)氣和直覺B.優(yōu)化問題求解通常需要綜合運(yùn)用多種策略和技巧，如算法選擇、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、代碼改進(jìn)、參數(shù)調(diào)整等。在面對(duì)具體問題時(shí)，需要分析問題的特點(diǎn)和約束條件，選擇合適的優(yōu)化方法。例如，對(duì)于時(shí)間敏感的問題，可以優(yōu)先考慮時(shí)間復(fù)雜度的優(yōu)化；對(duì)于空間受限的情況，重點(diǎn)關(guān)注空間復(fù)雜度的降低。同時(shí)，利用數(shù)學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證來評(píng)估優(yōu)化效果C.優(yōu)化問題求解過于復(fù)雜，對(duì)于普通的計(jì)算任務(wù)不需要考慮D.優(yōu)化問題求解只適用于大型軟件項(xiàng)目，小型程序無需關(guān)注19、對(duì)于一個(gè)需要處理海量地理空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用，比如全球氣候模型或者城市規(guī)劃系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢方面，以下哪種技術(shù)可能是最為有效的？（）A.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，以表格形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.文檔型數(shù)據(jù)庫，適合非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)C.地理信息系統(tǒng)（GIS）專用數(shù)據(jù)庫，能夠高效地存儲(chǔ)、管理和查詢地理空間數(shù)據(jù)，支持復(fù)雜的空間操作和分析，滿足處理海量地理數(shù)據(jù)的需求，為相關(guān)應(yīng)用提供準(zhǔn)確和及時(shí)的信息支持D.不使用專門的數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在普通文件中20、在計(jì)算思維中，算法設(shè)計(jì)是重要的環(huán)節(jié)。對(duì)于一個(gè)需要找出一組數(shù)中的最大值的問題，以下哪種算法設(shè)計(jì)思路是不合適的（）A.依次比較每個(gè)數(shù)，記錄當(dāng)前最大的數(shù)B.先對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序，然后取最后一個(gè)數(shù)C.隨機(jī)選擇一個(gè)數(shù)作為最大值，然后與其他數(shù)比較更新D.同時(shí)比較每?jī)蓚€(gè)數(shù)，較大的數(shù)再與其他數(shù)比較二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）計(jì)算思維中的模型驗(yàn)證和驗(yàn)證技術(shù)是確保模型準(zhǔn)確性和可靠性的重要環(huán)節(jié)。請(qǐng)解釋模型驗(yàn)證和驗(yàn)證的概念和方法，如交叉驗(yàn)證、敏感性分析等，并舉例說明在機(jī)器學(xué)習(xí)模型中的應(yīng)用。2、（本題5分）計(jì)算思維在金融領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，如風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、投資策略優(yōu)化等。請(qǐng)解釋在這些應(yīng)用中計(jì)算思維的體現(xiàn)，以及如何利用數(shù)據(jù)分析和算法來做出更明智的金融決策。3、（本題5分）解釋計(jì)算思維中的“可計(jì)算性”理論，說明哪些問題是可計(jì)算的，哪些是不可計(jì)算的，以及可計(jì)算性理論對(duì)于理解計(jì)算本質(zhì)的意義。4、（本題5分）在計(jì)算思維中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇對(duì)程序的性能和效率有著重要影響。請(qǐng)論述常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如數(shù)組、鏈表、棧、隊(duì)列、樹、圖等）的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景，并舉例說明如何根據(jù)具體問題選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。5、（本題5分）解釋計(jì)算思維中的人工智能倫理問題，討論在算法偏見、數(shù)據(jù)隱私和就業(yè)替代等方面的挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)策略。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）考慮一個(gè)音樂推薦系統(tǒng)，如何根據(jù)用戶的音樂喜好、歷史播放記錄和當(dāng)前流行趨勢(shì)，運(yùn)用計(jì)算思維為用戶推薦個(gè)性化的音樂曲目。2、（本題5分）考慮一個(gè)能源管理系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)建筑物的能耗、優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行和制定節(jié)能策略。請(qǐng)深入分析如何運(yùn)用計(jì)算思維來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和降低能源成本的目標(biāo)。3、（本題5分）考慮一個(gè)智能家庭能源管理系統(tǒng)，能夠監(jiān)測(cè)電器能耗、優(yōu)化用電策略和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。請(qǐng)深入分析如何運(yùn)用計(jì)算思維來降低家庭能源消耗。4、（本題5分）某在線旅游預(yù)訂平臺(tái)的酒店評(píng)價(jià)系統(tǒng)存在虛假評(píng)價(jià)和評(píng)價(jià)可信度低的問題。請(qǐng)從計(jì)算思維的角度思考如何通過數(shù)據(jù)清洗、文本分析和用戶信用評(píng)估來提高評(píng)價(jià)的真實(shí)性和可靠性。5、（本題5分）在一個(gè)在線點(diǎn)餐系統(tǒng)中，要根據(jù)餐廳的庫存和訂單情況進(jìn)行實(shí)時(shí)菜品推薦。請(qǐng)全面分析如何運(yùn)用計(jì)算思維來提升用戶點(diǎn)餐體驗(yàn)和餐廳運(yùn)營(yíng)效率。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）遞歸是