華東理工大學《數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁華東理工大學《數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、設(shè)計一個高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采樣率達到50MSa/s，分辨率為12位，存儲深度為1MB，說明硬件選型和軟件驅(qū)動編寫。2、在一個網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的分析中，需要確定網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點之間的連接關(guān)系和最短路徑。為了表示網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)并進行相關(guān)計算，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是常用的？（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.十字鏈表D.邊集數(shù)組3、設(shè)計一個具有自動增益控制和動態(tài)范圍壓縮功能的音頻處理系統(tǒng)，提高音頻質(zhì)量，給出系統(tǒng)設(shè)計和性能評估。4、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理中的圖像增強算法，并在不同類型的圖像上進行應(yīng)用和效果評估。5、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，利用緩存局部性原理可以提高性能。以下關(guān)于緩存局部性原理的描述，錯誤的是：（）A.時間局部性指的是最近被訪問過的數(shù)據(jù)在不久的將來很可能再次被訪問B.空間局部性指的是相鄰的數(shù)據(jù)很可能在短時間內(nèi)被一起訪問C.利用緩存局部性原理可以通過合理的數(shù)據(jù)布局和訪問順序來提高緩存命中率D.緩存局部性原理只適用于硬件層面的優(yōu)化，對軟件中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有影響6、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進行灰度化、濾波、邊緣檢測等基本操作，顯示處理結(jié)果。7、設(shè)計一個基于數(shù)字鎖相環(huán)的時鐘同步系統(tǒng)，能夠使多個設(shè)備的時鐘保持同步，分析其同步精度和穩(wěn)定性。8、設(shè)計一個基于運算放大器的差分放大器電路，具有高共模抑制比和良好的線性度。9、設(shè)計一個基于模擬乘法器和運放的有效值測量電路，能夠測量交流信號的有效值。10、在排序算法的改進和優(yōu)化中，常常結(jié)合多種算法的優(yōu)點。以下關(guān)于混合排序算法的敘述，錯誤的是（）A.可以將快速排序和插入排序結(jié)合，在小規(guī)模數(shù)據(jù)時使用插入排序B.混合排序算法能夠在不同情況下發(fā)揮不同算法的優(yōu)勢，提高整體性能C.設(shè)計混合排序算法時，需要考慮不同算法之間的切換時機和條件D.混合排序算法一定比單一的排序算法性能更好11、二叉樹常用于實現(xiàn)查找操作，以下關(guān)于二叉樹查找效率的描述，正確的是：（）A.二叉樹的查找效率與樹的高度成正比，樹越高查找越慢B.平衡二叉樹的查找效率一定高于普通二叉樹C.滿二叉樹的查找效率最高，因為其結(jié)構(gòu)最規(guī)整D.無論二叉樹的結(jié)構(gòu)如何，查找操作的時間復(fù)雜度都是O(n)12、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度、溫度、酸堿度等參數(shù)。13、在一棵二叉樹中，如果度為2的節(jié)點有10個，那么度為0的節(jié)點數(shù)量可能是（）A.10B.11C.9D.無法確定14、在一個需要頻繁合并和查找集合元素所屬集合的場景中，例如在圖像處理中合并相似的區(qū)域，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.并查集，能夠高效地進行集合的合并和查找B.二叉搜索樹，主要用于元素的查找和排序C.圖，用于表示復(fù)雜的關(guān)系，對于簡單的集合操作可能過于復(fù)雜D.鏈表，合并和查找操作效率較低15、利用通信原理知識，設(shè)計一個無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能夠在一定距離內(nèi)穩(wěn)定傳輸數(shù)字信號，具備抗干擾和糾錯能力，且傳輸速率達到特定要求。16、設(shè)計一個數(shù)字電壓表擴展電路，能夠增加電壓表的測量范圍和精度，并且具有自動量程切換功能。17、設(shè)計一個簡易的數(shù)字頻率計，能夠測量1Hz至100kHz范圍內(nèi)的正弦波、方波和三角波的頻率，精度達到0.1%，請詳細說明系統(tǒng)設(shè)計方案，包括硬件和軟件部分。18、設(shè)計一個基于FPGA的交通信號燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的時間段和交通流量自動調(diào)整信號燈的時長，同時具備故障檢測和報警功能，提供硬件描述語言代碼和仿真結(jié)果。19、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個運算跨導(dǎo)放大器（OTA），給出其性能特點和應(yīng)用場景。20、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，排序算法用于將元素按照特定的順序排列。以下關(guān)于排序算法的描述，不正確的是：（）A.冒泡排序通過不斷比較相鄰元素并交換位置，將最大的元素逐步“冒泡”到末尾B.插入排序?qū)⒋判蛟夭迦氲揭雅判虿糠值倪m當位置，適用于小規(guī)模數(shù)據(jù)C.快速排序通過選擇一個基準元素，將數(shù)據(jù)分為兩部分，然后對兩部分分別遞歸排序D.所有排序算法的時間復(fù)雜度在最好、平均和最壞情況下都是相同的，不受數(shù)據(jù)分布的影響二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述隊列在人工智能中的應(yīng)用，如搜索算法中的狀態(tài)隊列、機器學習中的樣本隊列等，并解釋其作用。2、（本題5分）深入探討在一個具有n個元素的二叉搜索樹中，如何刪除一個值為x且有兩個子節(jié)點的節(jié)點。3、（本題5分）深入解釋在具有n個頂點的有向圖中，如何計算頂點的強連通分量的個數(shù)，并給出有效的算法和代碼示例。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用哈希表存儲學生的學號和選修課程，實現(xiàn)課程的查詢和統(tǒng)計。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用堆結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對一組任務(wù)按照優(yōu)先級和完成時間進行排序。3、（本題5分）設(shè)計一個跳表，實現(xiàn)插入、查找、刪除操作，并分析其在不同數(shù)據(jù)規(guī)模下的性能。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用樹狀數(shù)組計算給定數(shù)組的前綴和，輸出前綴和數(shù)組。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，用鄰接矩陣表示一個帶權(quán)無向圖，實現(xiàn)Johnson算法求所有頂點對之間的最短路徑。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）在一個電商平臺的商品推薦系統(tǒng)中，需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史、購買記錄和相似用戶的行為來為用戶推薦商品。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)推薦算法，能夠快速為用戶生成準確的商品推薦列表，同時考慮實時更新和個性化需求。2、（本題10分）某物流倉庫需要對貨物的存儲