江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)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(gè)小題，每小題1分，共20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)太陽能路燈控制器，能夠根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)自動(dòng)控制路燈的開關(guān)和亮度，描述電路原理和控制策略。2、利用數(shù)字信號處理技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)語音識別系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確識別特定的語音指令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字溫度傳感器的溫度控制系統(tǒng)，通過控制加熱或制冷設(shè)備，使環(huán)境溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi)。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的自動(dòng)化立體倉庫堆垛機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)的水平和垂直運(yùn)動(dòng)控制。5、設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)機(jī)器人視覺引導(dǎo)的圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)工件識別和定位，給出系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)。6、平衡二叉樹是為了改進(jìn)二叉搜索樹在某些情況下性能不佳而提出的。以下關(guān)于平衡二叉樹的敘述中，不正確的是（）A.平衡二叉樹通過旋轉(zhuǎn)操作保持樹的平衡B.平衡二叉樹的左右子樹高度差絕對值不超過1C.插入和刪除操作可能會導(dǎo)致平衡二叉樹失去平衡D.平衡二叉樹的查找效率一定高于二叉搜索樹7、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評估中，除了時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，還需要考慮其他因素。以下關(guān)于性能評估的描述，不正確的是：（）A.算法的可讀性和可維護(hù)性也是評估的重要因素，過于復(fù)雜的算法可能難以理解和修改B.代碼的實(shí)現(xiàn)效率，如編程語言的特性和編譯器的優(yōu)化，也會對實(shí)際性能產(chǎn)生影響C.數(shù)據(jù)的分布和特點(diǎn)可能會影響算法的性能，例如有序數(shù)據(jù)和無序數(shù)據(jù)對排序算法的影響不同D.性能評估只需要關(guān)注理論上的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，實(shí)際運(yùn)行時(shí)的情況可以忽略不計(jì)8、考慮一個(gè)物流配送系統(tǒng)，需要規(guī)劃車輛的行駛路線，使得配送成本最小。假設(shè)城市之間的道路可以表示為一個(gè)有權(quán)圖，以下哪種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常用于解決這個(gè)問題？（）A.深度優(yōu)先搜索算法和鄰接矩陣B.廣度優(yōu)先搜索算法和鄰接表C.迪杰斯特拉算法和優(yōu)先隊(duì)列D.弗洛伊德算法和數(shù)組9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于超聲波傳感器的距離測量系統(tǒng)，能夠測量物體與傳感器之間的距離，并顯示測量結(jié)果。10、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)方案，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和遠(yuǎn)程控制。11、在二叉搜索樹中，左子樹的所有節(jié)點(diǎn)值都小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹的所有節(jié)點(diǎn)值都大于根節(jié)點(diǎn)值。假設(shè)存在一個(gè)二叉搜索樹，插入一系列值：50、30、70、20、40、60、80。在插入這些值后，要查找值為60的節(jié)點(diǎn)，以下哪種查找路徑是正確的？（）A.50-70-60B.50-30-40-60C.50-70-80-60D.50-30-20-6012、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能水溫控制系統(tǒng)，用于熱水器或工業(yè)設(shè)備的水溫控制。13、設(shè)計(jì)一個(gè)用于智能手表的電源管理芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗運(yùn)行和快速充電，給出芯片架構(gòu)和功能模塊。14、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)布線方案，確保高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。15、在一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，需要不斷地接收新的數(shù)據(jù)，并在固定的時(shí)間間隔內(nèi)計(jì)算數(shù)據(jù)的平均值、中位數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)信息。為了高效地完成這些計(jì)算，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.雙端隊(duì)列，存儲最新的數(shù)據(jù)B.優(yōu)先隊(duì)列，快速獲取最大和最小數(shù)據(jù)C.循環(huán)隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輪轉(zhuǎn)存儲D.有序數(shù)組，便于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算16、紅黑樹是另一種平衡二叉搜索樹。對于紅黑樹的性質(zhì)和優(yōu)勢，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.紅黑樹的節(jié)點(diǎn)要么是紅色，要么是黑色，并且通過一些規(guī)則保持平衡B.紅黑樹的插入和刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度均為O(logn)，相對較為穩(wěn)定C.紅黑樹的查找性能不如AVL樹，因?yàn)槠淦胶庹{(diào)整不如AVL樹嚴(yán)格D.紅黑樹在實(shí)際應(yīng)用中比AVL樹更常見，因?yàn)槠洳迦牒蛣h除操作引起的調(diào)整相對較少17、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信中的正交幅度調(diào)制（QAM）信號生成和解調(diào)系統(tǒng)，分析調(diào)制性能。18、設(shè)計(jì)一個(gè)程控衰減器，衰減量可在0至60dB范圍內(nèi)程控調(diào)節(jié)，精度為1dB，給出電路實(shí)現(xiàn)和控制邏輯。19、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的無線充電系統(tǒng)，輸出功率為5W，充電效率不低于70%，能夠?yàn)槭謾C(jī)等設(shè)備進(jìn)行無線充電。20、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。對于棧的操作，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.棧遵循先進(jìn)后出（FILO）的原則，只能在棧頂進(jìn)行插入和刪除操作B.可以使用數(shù)組或鏈表來實(shí)現(xiàn)棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C.棧的入棧和出棧操作的時(shí)間復(fù)雜度均為O(1)D.棧的應(yīng)用非常廣泛，例如在表達(dá)式求值和函數(shù)調(diào)用中二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）什么是二叉搜索樹的刪除操作的遞歸實(shí)現(xiàn)？請描述其實(shí)現(xiàn)過程。2、（本題5分）解釋什么是AVL樹，并說明其在保持平衡方面的調(diào)整策略。3、（本題5分）在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無向連通圖中，闡述如何使用普里姆算法和克魯斯卡爾算法構(gòu)建最小生成樹，比較兩種算法的思路和時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）解釋并舉例說明在一個(gè)具有n個(gè)元素的順序表中，如何應(yīng)用排序算法解決實(shí)際問題，如成績排名。5、（本題5分）深入分析在哈希表的處理沖突方法中，鏈地址法和開放定址法的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用樹狀數(shù)組實(shí)現(xiàn)對動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的快速求和操作。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，用鄰接矩陣表示一個(gè)帶權(quán)無向圖，實(shí)現(xiàn)Prim算法求最小生成樹。3、（本題5分）基于后綴自動(dòng)機(jī)和最小生成樹算法，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，為一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)基站建立最優(yōu)連接，確保信號覆蓋和成本控制。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于伸展樹的存儲結(jié)構(gòu)來存儲音樂文件信息，實(shí)現(xiàn)文件的添加、刪除和按播放時(shí)長查詢操作。5、（本題5分）以哈希表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)在線音樂平臺歌曲熱度統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)更新歌曲的熱度排名。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某餐廳的菜單管理系統(tǒng)需要存儲菜品信息，如菜品編號、菜品名稱、菜品價(jià)格、菜品分類、銷量等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定菜品、按照銷量對菜品進(jìn)行排序、新增菜品、修改菜品信息以及刪除菜品。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化方法。2、（本題10分）一個(gè)在線圖書館管理系統(tǒng)需要存儲大量的圖書信息，包括書名、作者、出版社、出版年份、分類等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織這些信息，以便能夠快速地根據(jù)書名、作者或分類進(jìn)行查詢，并實(shí)現(xiàn)新書的添加和舊書的刪除操作。3、（本