長江師范學(xué)院《計算思維與數(shù)據(jù)科學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(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頁長江師范學(xué)院《計算思維與數(shù)據(jù)科學(xué)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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、在進(jìn)行農(nóng)業(yè)信息化的項目中，例如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品追溯、農(nóng)業(yè)氣象預(yù)測等，需要整合農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)和信息技術(shù)，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量。在這個過程中，以下哪種計算思維的理念和方法能夠發(fā)揮重要作用？（）A.農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集與分析B.農(nóng)業(yè)模型建立與應(yīng)用C.智能農(nóng)業(yè)設(shè)備控制D.以上都是2、對于一個需要實時處理音頻數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，例如語音識別或音頻特效處理。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法能夠有效地實現(xiàn)對音頻流的快速處理和分析？（）A.數(shù)組，順序存儲音頻數(shù)據(jù)B.鏈表，動態(tài)添加和刪除音頻數(shù)據(jù)C.棧，實現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的后進(jìn)先出操作D.隊列，保證音頻數(shù)據(jù)的先進(jìn)先出順序3、關(guān)于計算中的貪心算法的局限性，以下對于可能導(dǎo)致無法得到最優(yōu)解的情況和應(yīng)對策略的描述，哪一項是準(zhǔn)確的？（）A.貪心算法在某些情況下只考慮當(dāng)前的局部最優(yōu)選擇，而忽略了整體的最優(yōu)解。例如在背包問題中，如果物品的價值和重量比例不是單調(diào)的，貪心算法可能無法得到最優(yōu)解。為了應(yīng)對這種情況，可以使用動態(tài)規(guī)劃或回溯法等更全面的搜索算法來尋找最優(yōu)解B.貪心算法總是能夠得到最優(yōu)解，不存在局限性C.貪心算法的局限性無法克服，因此不應(yīng)該使用貪心算法D.貪心算法的局限性只在理論上存在，在實際應(yīng)用中很少出現(xiàn)4、在構(gòu)建一個智慧城市的框架中，需要整合交通管理、能源供應(yīng)、環(huán)境監(jiān)測、公共服務(wù)等多個領(lǐng)域的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)。為了實現(xiàn)城市的高效運行和可持續(xù)發(fā)展，以下哪種計算思維的概念是必不可少的？（）A.系統(tǒng)集成與互操作性B.大數(shù)據(jù)分析與決策C.智能優(yōu)化與調(diào)控D.以上都是5、在計算思維中，對于一個需要處理不確定性的問題，以下哪種方法通常被采用（）A.忽略不確定性B.使用概率和統(tǒng)計方法C.憑直覺處理D.以上都不是6、在計算思維的框架內(nèi)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更適合頻繁插入和刪除操作？（）A.數(shù)組B.鏈表C.棧D.隊列7、計算思維中的編程實現(xiàn)需要掌握一定的編程技巧。以下關(guān)于編程技巧的描述中，錯誤的是？（）A.編程技巧包括變量命名、代碼注釋、代碼格式化等方面，可以提高代碼的可讀性和可維護(hù)性B.編程技巧可以通過學(xué)習(xí)編程語言的規(guī)范和最佳實踐來掌握，也可以通過閱讀優(yōu)秀的代碼來學(xué)習(xí)C.編程技巧只適用于專業(yè)程序員，對于初學(xué)者來說沒有必要掌握D.編程技巧可以幫助我們更好地實現(xiàn)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提高編程效率8、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9、關(guān)于計算思維中的動態(tài)規(guī)劃（DynamicProgramming），以下說法不正確的是：（）A.動態(tài)規(guī)劃通過將復(fù)雜問題分解為重疊的子問題，并保存子問題的解來避免重復(fù)計算B.它適用于具有最優(yōu)子結(jié)構(gòu)和重疊子問題性質(zhì)的問題C.動態(tài)規(guī)劃的實現(xiàn)通常需要建立一個二維或多維的數(shù)組來保存中間結(jié)果D.動態(tài)規(guī)劃總是比其他算法更高效，能夠解決所有的優(yōu)化問題10、在計算中的人工智能基礎(chǔ)概念中，以下關(guān)于機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的描述，不正確的是哪一項？（）A.機器學(xué)習(xí)是讓計算機通過數(shù)據(jù)和算法自動學(xué)習(xí)規(guī)律和模式，能夠進(jìn)行預(yù)測和分類等任務(wù)B.深度學(xué)習(xí)是機器學(xué)習(xí)的一個分支，基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，能夠處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)和復(fù)雜的任務(wù)C.深度學(xué)習(xí)在圖像識別、語音處理、自然語言處理等領(lǐng)域取得了顯著的成果，但也存在過擬合、解釋性差等問題D.機器學(xué)習(xí)已經(jīng)被深度學(xué)習(xí)完全取代，在實際應(yīng)用中不再需要使用傳統(tǒng)的機器學(xué)習(xí)算法11、在計算機系統(tǒng)中，如果要優(yōu)化內(nèi)存的使用，避免內(nèi)存泄漏和提高內(nèi)存訪問效率。以下哪種編程技巧和工具是有用的？（）A.手動管理內(nèi)存分配和釋放B.使用智能指針和自動內(nèi)存管理機制C.不考慮內(nèi)存問題，讓系統(tǒng)自動處理D.盡量使用大量的全局變量存儲數(shù)據(jù)12、關(guān)于計算思維中的模型建立與模擬方法，在預(yù)測和解決實際問題中的作用，以下哪一項闡述是最全面的？（）A.模型建立是對現(xiàn)實世界中的系統(tǒng)或問題進(jìn)行抽象和簡化，用數(shù)學(xué)、邏輯或物理的方式進(jìn)行描述。模擬則是基于建立的模型，通過計算機程序進(jìn)行實驗和觀察。通過模型和模擬，可以在不實際實施的情況下，預(yù)測系統(tǒng)的行為和結(jié)果，為決策提供支持，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，降低風(fēng)險和成本B.模型建立和模擬方法只能用于簡單的系統(tǒng)和問題，對于復(fù)雜的實際情況往往無法準(zhǔn)確描述和預(yù)測C.模型建立和模擬方法是一種浪費時間和資源的做法，不如直接進(jìn)行實際的實驗和操作D.模型建立和模擬方法得出的結(jié)果往往不可靠，不能作為決策的依據(jù)13、在計算思維的遞歸（Recursion）概念中，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.遞歸是指一個函數(shù)在其定義中直接或間接地調(diào)用自身B.遞歸可以將復(fù)雜的問題分解為相同但規(guī)模更小的子問題來解決C.遞歸算法通常比非遞歸算法更簡潔、易懂，但效率可能較低D.所有問題都適合用遞歸的方式來解決，不需要考慮其他算法14、計算思維中的問題抽象是一種重要的思維方法。以下關(guān)于問題抽象的描述中，錯誤的是？（）A.問題抽象是將一個具體的問題轉(zhuǎn)化為一個抽象的數(shù)學(xué)模型或計算模型的過程B.問題抽象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C.問題抽象可以使用多種方法，如數(shù)學(xué)建模、邏輯推理、圖形表示等D.問題抽象只適用于計算機科學(xué)領(lǐng)域的問題，在其他領(lǐng)域的問題中沒有實際價值15、對于計算思維中的搜索算法（SearchAlgorithm），以下說法錯誤的是：（）A.搜索算法用于在數(shù)據(jù)集合中查找特定的元素或滿足特定條件的元素B.常見的搜索算法有順序搜索、二分搜索、深度優(yōu)先搜索、廣度優(yōu)先搜索等C.搜索算法的效率取決于數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和搜索策略的選擇D.搜索算法只能用于有序的數(shù)據(jù)集合，對于無序數(shù)據(jù)集合無法使用16、對于一個需要實時處理音頻信號的應(yīng)用，比如語音識別或者音頻特效處理。在算法效率和實時性方面，以下哪種技術(shù)可能是最為關(guān)鍵的？（）A.使用復(fù)雜但效率低下的算法，導(dǎo)致延遲B.采用數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)，對音頻信號進(jìn)行快速的濾波、變換和分析，能夠在實時環(huán)境中高效地處理音頻數(shù)據(jù)，滿足語音識別和音頻特效處理等應(yīng)用對算法效率和實時性的嚴(yán)格要求C.不進(jìn)行任何音頻處理，直接傳輸原始音頻D.隨機選擇音頻處理技術(shù)，不考慮其性能17、對于計算中的并行計算模型，以下關(guān)于共享內(nèi)存模型和分布式內(nèi)存模型的架構(gòu)特點、通信方式和性能影響因素的描述，哪一項是正確的？（）A.共享內(nèi)存模型中多個處理器共享同一塊內(nèi)存，通信通過內(nèi)存訪問實現(xiàn)，容易出現(xiàn)內(nèi)存競爭和同步問題；分布式內(nèi)存模型中每個處理器有自己的本地內(nèi)存，通信通過消息傳遞實現(xiàn)，通信開銷較大。處理器數(shù)量、數(shù)據(jù)分布和任務(wù)劃分等因素都會影響并行性能B.共享內(nèi)存模型和分布式內(nèi)存模型在性能上沒有差異，可以根據(jù)喜好選擇使用C.分布式內(nèi)存模型比共享內(nèi)存模型更先進(jìn)，應(yīng)該優(yōu)先使用分布式內(nèi)存模型D.并行計算模型只適用于超級計算機，對于普通多核計算機不適用18、計算思維強調(diào)在解決問題時考慮多種可能的解決方案。對于一個計算兩個數(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.隨機算法C.以上都不行D.以上都可以19、當(dāng)開發(fā)一個移動應(yīng)用，需要考慮應(yīng)用的能耗和電池壽命。以下哪種策略和技術(shù)能夠有效地降低能耗？（）A.減少后臺進(jìn)程和服務(wù)的運行B.優(yōu)化算法，降低計算復(fù)雜度C.控制屏幕亮度和休眠時間D.以上策略和技術(shù)的綜合應(yīng)用20、在計算中的編譯原理中，以下關(guān)于詞法分析和語法分析的描述，不正確的是哪一項？（）A.詞法分析將輸入的源程序分解為單詞符號，如標(biāo)識符、關(guān)鍵字、運算符等B.語法分析則根據(jù)語法規(guī)則檢查單詞符號的組合是否符合編程語言的語法結(jié)構(gòu)C.詞法分析和語法分析是編譯過程中的兩個獨立階段，彼此之間沒有任何關(guān)聯(lián)D.高效的詞法分析和語法分析算法對于提高編譯系統(tǒng)的性能和準(zhǔn)確性至關(guān)重要21、在計算中的數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域，以下關(guān)于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘和分類算法的描述，不正確的是哪一項？（）A.關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘用于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中不同項之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如購物籃分析中的商品組合B.分類算法則將數(shù)據(jù)分為不同的類別，如決策樹、支持向量機等可以用于預(yù)測新數(shù)據(jù)的類別C.關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘和分類算法都需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和特征工程，以提高挖掘和分類的效果D.關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘和分類算法的結(jié)果都是確定性的，不存在任何不確定性和誤差22、在網(wǎng)絡(luò)安全中，防火墻是一種常用的防護(hù)設(shè)備。以下關(guān)于防火墻的功能，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.防止外部網(wǎng)絡(luò)攻擊B.過濾內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的流量C.可以完全阻止病毒傳播D.以上都不對23、在進(jìn)行并行計算時，計算思維對于任務(wù)分解和資源分配至關(guān)重要。假設(shè)您有一個需要大量計算的任務(wù)，比如模擬氣候變化模型，以下哪種并行策略更能體現(xiàn)計算思維？（）A.將任務(wù)平均分配給多個處理器，不考慮它們的計算能力差異B.根據(jù)處理器的性能和任務(wù)的特點，進(jìn)行合理的任務(wù)劃分和分配，以提高并行效率C.只在一個處理器上進(jìn)行計算，不使用并行計算D.隨機分配任務(wù)給處理器，不考慮負(fù)載均衡24、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25、在計算思維的應(yīng)用中，對于一個設(shè)計智能交通系統(tǒng)的任務(wù)，以下哪個方面不是重點考慮的（）A.車輛的外觀設(shè)計B.交通流量的實時監(jiān)測C.最優(yōu)路徑規(guī)劃D.信號燈的智能控制二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述計算思維中的“計算思維與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的整合”，舉例說明在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中如何培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，以及虛擬環(huán)境的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。2、（本題5分）詳細(xì)說明計算思維中的緩存機制，論述在計算機系統(tǒng)中如何利用緩存來提高數(shù)據(jù)訪問速度和系統(tǒng)性能。3、（本題5分）解釋計算思維中的“計算思維在法律領(lǐng)域的應(yīng)用”，舉例說明在法律檢索、案例分析、證據(jù)處理等方面如何運用計算思維提高法律工作的效率和公正性。4、（本題5分）在計算思維中，如何進(jìn)行軟件測試自動化以提高測試效率和質(zhì)量是一個重要的發(fā)展方向。請論述軟件測試自動化的技術(shù)和工具，以及如何在實際項目中實施自動化測試。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個智能工廠中，生產(chǎn)設(shè)備的故障預(yù)測和維護(hù)計劃制定不夠科學(xué)，影響生產(chǎn)效率。請用計算思維分析可能的原因，提出基于設(shè)備運行數(shù)據(jù)和預(yù)測算法的故障預(yù)測和維護(hù)方案。2、（本題5分）在一個天氣預(yù)報系統(tǒng)中，結(jié)合氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)、地面觀測數(shù)據(jù)和數(shù)值模型，分析如何運用計算思維來提高天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性和時效性。3、（本題5分）在一個在線音樂版權(quán)管理系統(tǒng)中，要實現(xiàn)版權(quán)的有效追蹤和保護(hù)。請詳盡分析如何運用計算思維和區(qū)塊鏈技術(shù)來保障音樂創(chuàng)作者的權(quán)益。4、（本題5分）考慮開發(fā)一個智能健身追蹤系統(tǒng)，能夠監(jiān)測運動數(shù)據(jù)并提供個性化的健身計劃。請詳盡分析其中所需要的計算思維和數(shù)據(jù)分析方法。5、（本題5分）在一個在線圖書館的圖書推薦系統(tǒng)中，如何根據(jù)用戶的閱讀歷史、借閱記錄和圖書分類信息，運用計算思維為用戶推薦感興趣的圖書。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在軟件開發(fā)的測試階段，計算思維可以指導(dǎo)測試用例的設(shè)計和執(zhí)行。詳細(xì)闡述測試用例的設(shè)計原則和方法，包括等價類劃分、邊界值分析、錯誤推測法等，分析如