瓊臺(tái)師范學(xué)院《數(shù)據(jù)可視化》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023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20個(gè)小題，每小題2分，共40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STM8的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，闡述系統(tǒng)組成和控制策略。2、選擇排序是另一種常見的排序算法。以下關(guān)于選擇排序的說法中，不正確的是（）A.選擇排序每次從待排序序列中選擇最小（或最大）的元素放到已排序序列的末尾B.選擇排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)C.選擇排序的空間復(fù)雜度為O(1)D.選擇排序是一種穩(wěn)定的排序算法3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬濾波器和數(shù)字濾波器組合的信號(hào)濾波系統(tǒng)，有效濾除多種類型的噪聲。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于編碼器和驅(qū)動(dòng)器的伺服電機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高精度的位置和速度控制。5、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤電路，能夠測量物體的重量，測量范圍為0kg到10kg，精度為±0.01kg。6、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的前端電路，能夠接收和解碼衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于觸摸屏的人機(jī)交互界面，用于控制和顯示一個(gè)電子設(shè)備的工作狀態(tài)和參數(shù)。8、在二叉樹的應(yīng)用中，二叉查找樹常用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)集合的操作。以下關(guān)于二叉查找樹的操作，錯(cuò)誤的是（）A.查找操作通過比較節(jié)點(diǎn)值，沿著合適的子樹進(jìn)行B.插入操作可能會(huì)破壞二叉查找樹的性質(zhì)，需要進(jìn)行調(diào)整C.刪除操作總是刪除葉子節(jié)點(diǎn)，不會(huì)影響樹的結(jié)構(gòu)D.可以通過中序遍歷得到有序的節(jié)點(diǎn)值序列9、基于通信糾錯(cuò)編碼和交織技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)抗衰落通信系統(tǒng)，提高在惡劣信道條件下的數(shù)據(jù)傳輸可靠性。10、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整大小的有序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且支持高效的插入、刪除和查找操作，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.平衡二叉搜索樹，如AVL樹或紅黑樹，能保持平衡，操作效率高B.鏈表，插入和刪除方便，但查找效率低C.數(shù)組，動(dòng)態(tài)調(diào)整大小復(fù)雜，且插入和刪除操作可能導(dǎo)致大量元素移動(dòng)D.棧，不符合有序和動(dòng)態(tài)調(diào)整的要求11、設(shè)計(jì)一個(gè)具有電源管理功能的集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同電源軌的監(jiān)控和控制，給出電路設(shè)計(jì)和功能驗(yàn)證。12、平衡二叉樹是為了改進(jìn)二叉搜索樹在某些情況下退化為鏈表的情況而設(shè)計(jì)的。AVL樹是一種常見的平衡二叉樹，通過旋轉(zhuǎn)操作來保持樹的平衡。當(dāng)在AVL樹中插入一個(gè)新節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致失衡時(shí)，可能需要進(jìn)行單旋轉(zhuǎn)或雙旋轉(zhuǎn)操作來恢復(fù)平衡。以下關(guān)于AVL樹旋轉(zhuǎn)操作的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.旋轉(zhuǎn)操作可以保持二叉樹的性質(zhì)B.旋轉(zhuǎn)操作的目的是調(diào)整節(jié)點(diǎn)的位置，使樹重新平衡C.單旋轉(zhuǎn)和雙旋轉(zhuǎn)操作一定能使樹的高度降低D.旋轉(zhuǎn)操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)13、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的多星座融合定位算法，評(píng)估定位精度的提升效果。14、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(cuò)誤的是：（）A.時(shí)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(shí)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(duì)軟件中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有影響15、鏈表是一種常見的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。在鏈表中，又分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表等。以下關(guān)于鏈表的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.單鏈表中每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)指向后繼節(jié)點(diǎn)的指針B.雙向鏈表中每個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)指針，分別指向前驅(qū)節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)C.循環(huán)鏈表的尾節(jié)點(diǎn)指針指向頭節(jié)點(diǎn)，形成一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)D.鏈表的插入和刪除操作在任何位置都能高效完成，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的車牌識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲能囕v圖像進(jìn)行車牌定位、字符分割和識(shí)別，闡述算法流程和實(shí)現(xiàn)方法。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理的醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng)，能夠輔助醫(yī)生進(jìn)行疾病診斷和治療。18、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音樂合成器，能夠生成各種樂器的聲音和音樂旋律。19、設(shè)計(jì)一個(gè)±12V轉(zhuǎn)±5V的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，輸出電流不小于0.5A，給出原理圖和PCB布線。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電編碼器的位移測量系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測量物體的直線位移，并進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示和記錄。二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)有向圖中進(jìn)行拓?fù)渑判虻牟⑿兴惴ǎo出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其性能優(yōu)勢。2、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，解釋線索二叉樹的概念和作用，說明如何構(gòu)建線索二叉樹，并舉例說明其在遍歷中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋如何在一個(gè)字符串中查找所有長度為k的子串，并判斷是否為回文串。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）基于字典樹和深度優(yōu)先搜索算法，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，找出一個(gè)有向圖中的所有強(qiáng)連通分量。2、（本題5分）使用棧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)表達(dá)式計(jì)算程序，能夠處理包含括號(hào)和多種運(yùn)算符的復(fù)雜表達(dá)式。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用循環(huán)隊(duì)列存儲(chǔ)銀行交易記錄，實(shí)現(xiàn)交易的查詢和統(tǒng)計(jì)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用堆優(yōu)化迪杰斯特拉算法求解單源最短路徑問題，分析其性能提升。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用平衡二叉樹存儲(chǔ)城市的名稱和人口數(shù)量，實(shí)現(xiàn)按人口數(shù)量進(jìn)行排序和查找。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)在線健身平臺(tái)需要管理用戶的健身計(jì)劃、運(yùn)動(dòng)記錄、飲食記錄和身體指標(biāo)等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，支持健身計(jì)劃的制定和修改，運(yùn)動(dòng)和飲食記錄的錄入，身體指標(biāo)的測量和分析，并能夠根據(jù)用戶數(shù)據(jù)提供個(gè)性化的健身建議和目標(biāo)設(shè)定。2、（本題10分）某電商平臺(tái)需要對(duì)用戶的購買記錄進(jìn)行分析，以了解用戶的消費(fèi)習(xí)慣