浙大城市學院《數據可視化》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《數據可視化》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______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、哈希表的裝填因子越大，發(fā)生沖突的可能性就越大。假設一個哈希表的容量為10，當前存儲了8個元素，裝填因子是多少？（）A.0.8B.0.2C.8D.22、選擇排序也是一種基本的排序算法。以下關于選擇排序的描述，錯誤的是（）A.每一輪從待排序序列中選擇最小的元素，放到已排序序列的末尾B.選擇排序的時間復雜度為O(n2)，但在某些情況下比冒泡排序性能好C.選擇排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.選擇排序不需要額外的存儲空間，空間復雜度為O(1)3、在使用鏈表實現棧的操作時，假設需要彈出棧頂元素。以下關于鏈表棧的操作，哪個是正確的（）A.直接刪除鏈表的頭節(jié)點B.從鏈表的尾部刪除節(jié)點C.遍歷鏈表找到棧頂節(jié)點并刪除D.以上操作都不正確4、在數據結構的應用中，文件操作也是一個重要方面。以下關于數據結構與文件操作的描述，不正確的是：（）A.可以將數據結構中的數據存儲到文件中，以便長期保存和后續(xù)使用B.在從文件中讀取數據并構建數據結構時，需要考慮數據的格式和轉換C.對于大型文件，可以采用分塊讀取和處理的方式，避免一次性將全部數據讀入內存D.文件操作與數據結構的選擇和使用無關，只需要關注文件的讀寫方法和權限5、設計一個音頻混音器，能夠將多個音頻輸入信號進行混合，并調節(jié)各通道的音量，給出電路設計和混音算法。6、設計一個基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測環(huán)境溫度，并通過控制加熱或制冷設備將溫度穩(wěn)定在設定范圍內，要求精度為±1℃，并給出硬件電路設計和軟件編程思路。7、設計一個基于藍牙4.0技術的智能血壓計，能夠實時監(jiān)測血壓變化，并提供健康建議。8、使用集成電路設計一個電壓比較器陣列，能夠同時比較多個輸入電壓，并輸出比較結果。9、在數據結構的應用中，棧和隊列常用于表達式求值。假設我們要計算一個算術表達式的值。以下關于表達式求值的描述，哪一項是不準確的？（）A.中綴表達式轉換為后綴表達式后，使用棧可以方便地進行求值計算B.后綴表達式求值時，遇到操作數入棧，遇到操作符則對棧頂元素進行相應運算C.棧在表達式求值中主要用于保存操作數和中間結果D.無論表達式的復雜程度如何，使用棧和隊列進行求值的效率都是相同的10、設計一個基于射頻識別（RFID）技術的倉庫管理系統(tǒng)，能夠實現貨物的自動識別、入庫和出庫管理。11、利用數字邏輯電路設計一個數字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率，給出測量精度和范圍。12、在處理大規(guī)模數據時，數據結構的性能尤為重要。以下關于數據結構性能優(yōu)化的描述，不準確的是：（）A.合理選擇數據結構和算法可以顯著提高程序的性能，例如在頻繁插入和刪除的場景中使用鏈表而不是數組B.調整數據結構的存儲方式，如使用壓縮存儲可以減少存儲空間，但可能會增加操作的時間復雜度C.利用緩存機制可以提高數據訪問的速度，但需要考慮緩存的命中率和替換策略D.數據結構的性能優(yōu)化只需要關注時間復雜度，空間復雜度可以忽略不計13、設計一個基于無線射頻識別（RFID）的倉庫管理系統(tǒng)，實現對貨物的自動識別、入庫、出庫和庫存管理。14、設計一個基于DSP的數字圖像處理系統(tǒng)，能夠實現圖像邊緣檢測、特征提取和目標識別等功能，提供算法流程和代碼實現。15、假設要對一個包含1000個元素的數組進行排序，以下哪種排序算法在平均情況下性能較好？（）A.冒泡排序B.選擇排序C.插入排序D.快速排序16、想象一個網絡數據包的緩存系統(tǒng)，數據包按照到達的先后順序存儲，并且當緩存滿時需要刪除最早到達的數據包。以下哪種數據結構適合實現這個緩存？（）A.循環(huán)隊列，能夠實現先進先出，并且容易判斷滿和空的狀態(tài)B.棧，后進先出，不符合數據包的處理順序C.優(yōu)先隊列，根據優(yōu)先級處理，不適合按到達順序處理D.圖，用于表示復雜的關系，不適合簡單的數據包緩存17、設計一個紅外線測距電路，能夠測量物體與傳感器之間的距離，測量范圍為10cm到100cm，精度為±1cm。18、設計一個基于ZigBee技術的智能工廠環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測溫度、濕度、粉塵濃度等環(huán)境參數。19、鏈表是一種常見的鏈式存儲結構，相比順序存儲，鏈表在插入和刪除操作上具有優(yōu)勢。在單向鏈表中，每個節(jié)點包含數據域和指針域。如果要在鏈表的中間位置插入一個新節(jié)點，需要找到插入位置的前一個節(jié)點。以下關于在單向鏈表中查找插入位置前一個節(jié)點的描述，正確的是：（）A.時間復雜度為O(1)B.時間復雜度為O(logn)C.時間復雜度為O(n)D.時間復雜度與鏈表長度無關20、設計一個音頻放大器失真補償電路，能夠對放大器的失真進行補償，提高音頻質量。21、設計一個基于鎖相環(huán)的頻率合成器電路，輸出頻率范圍為100kHz-1GHz，頻率分辨率不大于1kHz，相位噪聲小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。22、設計一個數字溫度計液位計數據傳輸電路，能夠將溫度計液位計的測量數據傳輸到遠程監(jiān)控中心進行實時監(jiān)測。23、根據通信原理，設計一個衛(wèi)星通信車載終端的收發(fā)系統(tǒng)，能夠在移動中保持穩(wěn)定的通信連接。24、想象一個需要對大量文本進行詞頻統(tǒng)計的任務，以下哪種數據結構可以高效地存儲和查詢詞頻信息？（）A.二叉樹，構建和查詢效率一般B.哈希表，能夠快速插入和查找詞頻C.鏈表，插入和查找操作效率低D.數組，不便于動態(tài)添加和查找不同的詞25、設計一個基于單片機的智能電表系統(tǒng)，能夠準確測量電能消耗，并具有數據存儲、遠程通信等功能。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細解釋什么是平衡二叉樹，以及如何通過旋轉操作來保持平衡二叉樹的平衡性質，給出常見的旋轉類型和示例。2、（本題5分）解釋數據結構中棧的應用場景，如表達式求值、函數調用等，并說明其原理。3、（本題5分）解釋數據結構中隊列的概念、特點以及常見的操作，舉例說明隊列在計算機科學中的應用場景。4、（本題5分）解釋如何使用拓撲排序判斷一個有向無環(huán)圖是否存在多個拓撲序列，分析其思路和時間復雜度。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，利用棧實現中綴表達式到后綴表達式的轉換，并計算結果。2、（本題5分）給定一組任務和它們的截止時間，設計算法使用貪心策略安排任務，使完成的任務數量最多。3、（本題5分）設計一個基于AVL樹的存儲結構來存儲用戶信息，實現用戶信息的插入、刪除和按用戶名查詢操作。4、（本題5分）設計一個程序，使用合適的數據結構存儲一個醫(yī)院的患者病歷信息（患者編號、姓名、病癥、診斷結果等），并支持按照病癥進行分類查詢和統(tǒng)計。5、（本題5分）設計一個程序，使用堆結構實現一個優(yōu)先隊列，支持按照自定義的優(yōu)先級規(guī)則進行元素插入和刪除。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某酒店的客房預訂系統(tǒng)需要管理客房信息，包含客房編號、房型、價格、入住狀態(tài)、預訂客人姓名等。系統(tǒng)要支持快速查找特定客房、按照價格對客房進行排序、新增客房預訂、取消預訂以及修改客房的入住狀態(tài)。請設計合理的數據結構和算法，并提供完整的代碼實現和性能分析。2