重慶醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校《數(shù)據(jù)可視化方法》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)可視化方法》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)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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)基于PLC的自動(dòng)化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)工位的順序控制、邏輯控制和故障診斷，提供控制程序和I/O分配表。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于AD9854的直接數(shù)字頻率合成器（DDS），輸出頻率范圍為1Hz至100MHz，相位分辨率小于1°，給出硬件設(shè)計(jì)和控制程序。3、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信模塊電路，能夠?qū)崿F(xiàn)短距離無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離在100米以內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps。4、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，鏈表是一種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于鏈表的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.鏈表由一系列節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)和指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針B.鏈表的插入和刪除操作在特定位置時(shí)，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)C.鏈表可以方便地進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，無(wú)需事先確定存儲(chǔ)空間大小D.鏈表在查找特定元素時(shí)，時(shí)間復(fù)雜度總是優(yōu)于順序表5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.2的無(wú)線耳機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)音頻播放和降噪功能，續(xù)航時(shí)間不小于20小時(shí)。6、當(dāng)使用樹這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)和組織數(shù)據(jù)時(shí)，二叉搜索樹是一種常見(jiàn)的類型。假設(shè)要在二叉搜索樹中快速查找一個(gè)特定的值，以下關(guān)于二叉搜索樹的性質(zhì)，哪個(gè)是關(guān)鍵的（）A.左子樹的值都小于根節(jié)點(diǎn)，右子樹的值都大于根節(jié)點(diǎn)B.每個(gè)節(jié)點(diǎn)的度不超過(guò)2C.樹的高度是固定的D.節(jié)點(diǎn)的值是隨機(jī)分布的7、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含頂點(diǎn)和邊。假設(shè)存在一個(gè)無(wú)向圖，頂點(diǎn)分別為A、B、C、D、E，邊的集合為{(A,B),(A,C),(B,D),(C,D),(D,E)}。使用深度優(yōu)先搜索算法從頂點(diǎn)A開(kāi)始遍歷，以下哪個(gè)遍歷順序是可能的？（）A.A-B-C-D-EB.A-C-B-D-EC.A-B-D-C-ED.A-E-D-C-B8、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的信道編碼模塊，實(shí)現(xiàn)某種糾錯(cuò)編碼算法，分析其糾錯(cuò)能力和編碼效率。9、考慮一個(gè)物流配送系統(tǒng)，需要規(guī)劃車輛的行駛路線，使得配送成本最小。假設(shè)城市之間的道路可以表示為一個(gè)有權(quán)圖，以下哪種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常用于解決這個(gè)問(wèn)題？（）A.深度優(yōu)先搜索算法和鄰接矩陣B.廣度優(yōu)先搜索算法和鄰接表C.迪杰斯特拉算法和優(yōu)先隊(duì)列D.弗洛伊德算法和數(shù)組10、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能熱水器控制器節(jié)能優(yōu)化電路，能夠根據(jù)天氣情況和用戶需求自動(dòng)優(yōu)化熱水器的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化。11、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)寬帶放大器，能夠在較寬的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。12、設(shè)計(jì)一個(gè)用于音頻放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)，提高放大器的穩(wěn)定性和性能，給出反饋類型選擇和參數(shù)計(jì)算。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的智能家居網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同智能家居設(shè)備之間的互聯(lián)互通和集中控制。14、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)三相交流逆變器，將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)等負(fù)載。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的流水線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)輸送、加工、檢測(cè)和包裝等操作。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場(chǎng)景，如括號(hào)有效性檢查、網(wǎng)頁(yè)歷史記錄管理等，并說(shuō)明其原理。2、（本題5分）對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組，如何使用快速排序算法處理數(shù)據(jù)元素值范圍較小的情況？3、（本題5分）解釋什么是小根堆和大根堆，并說(shuō)明如何通過(guò)調(diào)整操作來(lái)維持堆的性質(zhì)。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的考場(chǎng)安排管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)考場(chǎng)的信息，如考場(chǎng)編號(hào)、考場(chǎng)位置、容納人數(shù)、考試科目、考試時(shí)間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定考場(chǎng)、按照容納人數(shù)對(duì)考場(chǎng)進(jìn)行排序、新增考場(chǎng)安排、修改考試時(shí)間、刪除不再使用的考場(chǎng)。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。2、（本題5分）某超市的商品促銷管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)促銷商品的信息，如商品編號(hào)、商品名稱、促銷價(jià)格、促銷開(kāi)始時(shí)間、促銷結(jié)束時(shí)間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定促銷商品、按照促銷價(jià)格對(duì)商品進(jìn)行排序、新增促銷商品、結(jié)束促銷商品活動(dòng)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。3、（本題5分）某城市的公交系統(tǒng)需要對(duì)公交線路和站點(diǎn)進(jìn)行管理。線路和站點(diǎn)信息以有向無(wú)環(huán)圖的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查找從起點(diǎn)到終點(diǎn)經(jīng)過(guò)最少站點(diǎn)的公交線路；（2）判斷兩條公交線路是否存在交叉站點(diǎn)；（3）新增一條公交線路時(shí)，如何更新整個(gè)公交網(wǎng)絡(luò)；（4）計(jì)算每個(gè)站點(diǎn)的客流量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）一個(gè)電商倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)需要記錄貨物的入庫(kù)時(shí)間、存放位置、數(shù)量和保質(zhì)期等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化貨物的存儲(chǔ)和查找，及時(shí)處理過(guò)期貨物和庫(kù)存盤點(diǎn)。5、（本題5分）一個(gè)在線游戲需要對(duì)玩家的游戲數(shù)據(jù)（如得分、等級(jí)、游戲時(shí)間等）進(jìn)行實(shí)時(shí)排序和更新?？紤]使用平衡二叉排序樹來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）插入一個(gè)新玩家的數(shù)據(jù)；（2）刪除一個(gè)指定玩家的數(shù)據(jù)；（3）根據(jù)得分對(duì)玩家進(jìn)行降序排序；（4）更新某個(gè)玩家的游戲時(shí)間。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）使用鏈表和Prim算法，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，為一個(gè)農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)規(guī)劃