北京理工大學(xué)《計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)（Ⅱ）》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、關(guān)于計(jì)算思維中的并行計(jì)算（ParallelComputing），以下說法錯誤的是：（）A.并行計(jì)算是同時(shí)使用多個(gè)計(jì)算資源來協(xié)同解決一個(gè)問題，以提高計(jì)算速度B.它適用于可以分解為多個(gè)相互獨(dú)立且可同時(shí)執(zhí)行的子任務(wù)的問題C.并行計(jì)算需要考慮任務(wù)分配、數(shù)據(jù)通信、同步等諸多復(fù)雜的問題D.并行計(jì)算總是能夠顯著提高所有類型問題的計(jì)算效率，無需考慮成本和資源限制2、對于計(jì)算思維中的錯誤處理和容錯機(jī)制，以下關(guān)于其意義和實(shí)現(xiàn)方式的說明，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.錯誤處理和容錯機(jī)制在計(jì)算中可有可無，對系統(tǒng)的正常運(yùn)行影響不大B.錯誤處理和容錯機(jī)制對于確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性具有重要意義。在計(jì)算過程中，可能會出現(xiàn)各種錯誤，如用戶輸入錯誤、硬件故障、網(wǎng)絡(luò)異常等。通過合理的錯誤檢測、錯誤報(bào)告和錯誤恢復(fù)策略，可以使系統(tǒng)在遇到錯誤時(shí)能夠繼續(xù)運(yùn)行或優(yōu)雅地終止，減少損失和風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)現(xiàn)容錯機(jī)制可以采用備份與恢復(fù)、冗余設(shè)計(jì)、異常處理等方式C.錯誤處理和容錯機(jī)制會增加系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本，應(yīng)該盡量避免使用D.錯誤處理和容錯機(jī)制只適用于關(guān)鍵的系統(tǒng)和應(yīng)用，一般的程序不需要考慮3、在計(jì)算中的算法效率分析中，以下對于大O記號、平均情況和最壞情況時(shí)間復(fù)雜度的理解和應(yīng)用的描述，哪一種說法是準(zhǔn)確的？（）A.大O記號用于描述算法的漸進(jìn)性能，給出了算法運(yùn)行時(shí)間的上界估計(jì)。平均情況時(shí)間復(fù)雜度考慮了所有可能輸入的平均性能，最壞情況時(shí)間復(fù)雜度則關(guān)注最不利的輸入。在實(shí)際分析中，通常關(guān)注最壞情況時(shí)間復(fù)雜度來評估算法的性能上限B.大O記號和時(shí)間復(fù)雜度的分析過于理論化，在實(shí)際編程中沒有實(shí)際用途C.只需要關(guān)注算法的平均情況時(shí)間復(fù)雜度，最壞情況時(shí)間復(fù)雜度不重要D.大O記號能夠精確地給出算法的運(yùn)行時(shí)間，而不僅僅是一個(gè)估計(jì)4、在計(jì)算思維中，優(yōu)化算法以提高效率是常見的追求。對于一個(gè)旅行商問題（TSP），以下哪種優(yōu)化策略通常不被采用（）A.貪心算法B.動態(tài)規(guī)劃C.隨機(jī)搜索D.暴力枚舉所有可能路徑5、在進(jìn)行算法復(fù)雜度分析時(shí)，計(jì)算思維要求我們準(zhǔn)確評估算法的時(shí)間和空間需求。對于一個(gè)具有嵌套循環(huán)的算法，以下哪種分析方法更能準(zhǔn)確估計(jì)其復(fù)雜度？（）A.只考慮最外層循環(huán)的迭代次數(shù)B.分別計(jì)算每個(gè)循環(huán)的迭代次數(shù)，然后簡單相加C.通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)，計(jì)算總的操作次數(shù)與輸入規(guī)模之間的關(guān)系D.不進(jìn)行分析，直接運(yùn)行算法并觀察實(shí)際運(yùn)行時(shí)間6、當(dāng)開發(fā)一個(gè)智能手機(jī)應(yīng)用程序時(shí)，需要考慮不同屏幕尺寸和分辨率的適配，以及用戶交互的友好性。以下哪種開發(fā)框架和設(shè)計(jì)原則是需要遵循的？（）A.使用特定手機(jī)操作系統(tǒng)的原生開發(fā)框架，保證性能B.采用跨平臺開發(fā)框架，一次開發(fā)多平臺運(yùn)行C.忽略屏幕差異，采用固定布局D.不考慮用戶體驗(yàn)，只關(guān)注功能實(shí)現(xiàn)7、在計(jì)算思維中，對于一個(gè)圖像識別的任務(wù)，以下哪種方法通常不是關(guān)鍵步驟（）A.對圖像進(jìn)行預(yù)處理，如去噪、增強(qiáng)B.人工觀察圖像特征C.提取圖像的特征向量D.使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行分類8、在計(jì)算思維的指導(dǎo)下，評估一個(gè)算法的優(yōu)劣需要綜合考慮多個(gè)因素。以下哪個(gè)因素對于實(shí)時(shí)性要求高的系統(tǒng)來說最為關(guān)鍵（）A.算法的時(shí)間復(fù)雜度B.算法的空間復(fù)雜度C.算法的可讀性D.算法的實(shí)現(xiàn)難度9、假設(shè)正在開發(fā)一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）游戲，需要在保證畫面流暢度的同時(shí)提供逼真的視覺效果。在圖形渲染和優(yōu)化方面，以下哪個(gè)策略可能是最為重要的？（）A.不進(jìn)行任何優(yōu)化，使用最高的圖形設(shè)置B.采用多層次細(xì)節(jié)（LOD）技術(shù)，根據(jù)物體與玩家的距離動態(tài)調(diào)整其細(xì)節(jié)程度，減少不必要的計(jì)算開銷，同時(shí)結(jié)合有效的紋理壓縮和渲染管線優(yōu)化，在不犧牲視覺質(zhì)量的前提下確保游戲的流暢運(yùn)行，為玩家?guī)沓两降奶摂M現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)C.只關(guān)注畫面的逼真度，不考慮性能D.隨意選擇圖形渲染設(shè)置，不考慮其對性能的影響10、在計(jì)算思維的算法分析與設(shè)計(jì)（AlgorithmAnalysisandDesign）中，以下描述錯誤的是：（）A.算法分析旨在評估算法的性能和效率，為設(shè)計(jì)更好的算法提供依據(jù)B.設(shè)計(jì)算法時(shí)需要綜合考慮問題的性質(zhì)、計(jì)算資源和時(shí)間限制等因素C.好的算法設(shè)計(jì)應(yīng)該在滿足問題需求的前提下，盡可能降低時(shí)間和空間復(fù)雜度D.算法分析與設(shè)計(jì)只適用于計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，對其他學(xué)科沒有幫助11、在探討計(jì)算思維中的加密與解密算法，以下關(guān)于其作用和類型的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.加密與解密算法用于保護(hù)信息的安全性和隱私性。加密將明文轉(zhuǎn)換為密文，使未經(jīng)授權(quán)的用戶無法理解；解密則將密文恢復(fù)為明文。常見的加密算法包括對稱加密（如AES）和非對稱加密（如RSA）。對稱加密算法加密和解密使用相同的密鑰，效率高但密鑰管理困難；非對稱加密算法使用公鑰和私鑰，安全性高但計(jì)算開銷大。根據(jù)不同的應(yīng)用場景和安全需求選擇合適的加密算法至關(guān)重要B.加密與解密算法過于復(fù)雜，普通用戶和大多數(shù)應(yīng)用程序不需要使用，只有在涉及高度機(jī)密的信息時(shí)才需要考慮C.加密與解密算法的安全性完全取決于密鑰的長度，密鑰越長，算法就越安全D.加密與解密算法一旦確定就不能更改，否則會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的混亂和不可用12、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，IP地址用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。IPv4地址和IPv6地址的主要區(qū)別在于什么？（）A.地址長度B.分配方式C.安全性D.以上都是13、當(dāng)開發(fā)一個(gè)實(shí)時(shí)在線游戲時(shí)，需要處理玩家之間的交互和同步，保證游戲的公平性和流暢性。以下哪種網(wǎng)絡(luò)編程模型和技術(shù)是關(guān)鍵的？（）A.客戶端-服務(wù)器模型，TCP協(xié)議保證數(shù)據(jù)可靠傳輸B.對等網(wǎng)絡(luò)模型，每個(gè)節(jié)點(diǎn)地位平等C.基于UDP協(xié)議的無連接通信D.不考慮網(wǎng)絡(luò)因素，專注游戲邏輯14、在一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，需要頻繁地執(zhí)行復(fù)雜的查詢操作。為了提高查詢性能，以下哪種數(shù)據(jù)庫優(yōu)化技術(shù)可能是最為關(guān)鍵的？（）A.不建立任何索引，直接進(jìn)行查詢B.合理地創(chuàng)建索引，包括主鍵索引、唯一索引和普通索引等，根據(jù)查詢的特點(diǎn)和數(shù)據(jù)的分布情況選擇合適的索引類型和字段，能夠顯著提高查詢的執(zhí)行效率，減少數(shù)據(jù)檢索的時(shí)間成本，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的性能C.隨意創(chuàng)建大量的索引，不考慮其對數(shù)據(jù)插入和更新的影響D.不進(jìn)行任何數(shù)據(jù)庫優(yōu)化，依靠硬件性能提升查詢速度15、在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的三維建模中，多邊形建模和參數(shù)化建模各有優(yōu)缺點(diǎn)。以下關(guān)于多邊形建模的優(yōu)點(diǎn)，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.模型精度高B.易于修改C.計(jì)算量小D.以上都不對二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）計(jì)算思維在社會科學(xué)研究中也逐漸得到應(yīng)用。請舉例說明如何運(yùn)用計(jì)算思維分析社會現(xiàn)象、研究人類行為，如社交網(wǎng)絡(luò)分析、人口流動模型等，并討論其對社會科學(xué)研究方法的影響。2、（本題5分）論述計(jì)算思維中的圖像識別技術(shù)，說明圖像特征提取、分類和識別的主要方法，以及在實(shí)際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)。3、（本題5分）論述計(jì)算思維中的強(qiáng)化學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，解釋強(qiáng)化學(xué)習(xí)的環(huán)境模型、策略優(yōu)化和獎勵機(jī)制，舉例說明其在游戲和機(jī)器人控制中的應(yīng)用。4、（本題5分）解釋計(jì)算思維中的“計(jì)算思維在能源領(lǐng)域的應(yīng)用”，舉例說明在能源生產(chǎn)、分配、管理和節(jié)約等方面如何運(yùn)用計(jì)算思維實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)利用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入研究計(jì)算思維中的計(jì)算思維在信息檢索與搜索引擎中的索引構(gòu)建、查詢處理、排序算法等技術(shù)，討論如何運(yùn)用計(jì)算思維提高信息檢索的效率和準(zhǔn)確性，并結(jié)合實(shí)際的搜索引擎應(yīng)用進(jìn)行闡述。2、（本題5分）計(jì)算思維中的模擬算法在解決復(fù)雜系統(tǒng)的建模和預(yù)測問題時(shí)具有一定的價(jià)值。詳細(xì)闡述模擬算法的概念和類型（如離散事件模擬、連續(xù)系統(tǒng)模擬），分析模擬算法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場景，通過具體問題（如交通流量模擬、生態(tài)系統(tǒng)模擬）說明如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)模擬算法。3、（本題5分）在軟件開發(fā)的測試階段，計(jì)算思維可以指導(dǎo)測試用例的設(shè)計(jì)和執(zhí)行。詳細(xì)闡述測試用例的設(shè)計(jì)原則和方法，包括等價(jià)類劃分、邊界值分析、錯誤推測法等，分析如何運(yùn)用計(jì)算思維提高測試的覆蓋率和發(fā)現(xiàn)錯誤的能力，結(jié)合實(shí)際的軟件項(xiàng)目說明測試用例設(shè)計(jì)的重要性和技巧。4、（本題5分）詳細(xì)論述計(jì)算思維在醫(yī)療診斷輔助系統(tǒng)中的應(yīng)用。分析如何將患者的癥狀、檢查數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行整合和分析，運(yùn)用算法和模型提供診斷建議和治療方案參考。5、（本題5分）在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)，并行計(jì)算和分布式計(jì)算成為提高計(jì)算效率的重要手段。論述并行計(jì)算和分布式計(jì)算的基本概念、體系結(jié)構(gòu)和工作原理，分析它們在解決大數(shù)據(jù)問題（如數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等）中的應(yīng)用，舉例說明如何使用并行或分布式計(jì)算框架（如Hadoop、Spark等）來處理海量數(shù)據(jù)。四、分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）在一個(gè)大數(shù)據(jù)可視化平臺中，需要將復(fù)雜的數(shù)據(jù)以直觀清晰的方式展示給用戶。分析如何運(yùn)用計(jì)算思維來設(shè)計(jì)有效的可視化方