衡陽師范學(xué)院南岳學(xué)院《計算方法及軟件應(yīng)用》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1頁，共3頁衡陽師范學(xué)院南岳學(xué)院《計算方法及軟件應(yīng)用》

2023-2024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個小題，每小題1分，共15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、在計算機(jī)系統(tǒng)中，如果要優(yōu)化內(nèi)存的使用，避免內(nèi)存泄漏和提高內(nèi)存訪問效率。以下哪種編程技巧和工具是有用的？（）A.手動管理內(nèi)存分配和釋放B.使用智能指針和自動內(nèi)存管理機(jī)制C.不考慮內(nèi)存問題，讓系統(tǒng)自動處理D.盡量使用大量的全局變量存儲數(shù)據(jù)2、在計算思維的邏輯思維（LogicalThinking）方面，對于邏輯推理（LogicalReasoning）的運(yùn)用，以下描述不正確的是：（）A.邏輯推理幫助我們根據(jù)已知的條件和規(guī)則得出合理的結(jié)論B.它在程序設(shè)計、數(shù)學(xué)證明、問題分析等領(lǐng)域都發(fā)揮著關(guān)鍵作用C.邏輯推理只適用于數(shù)學(xué)和計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，在日常生活中用處不大D.掌握邏輯推理可以避免錯誤的判斷和不合理的結(jié)論3、在開發(fā)一個在線購物網(wǎng)站時，需要保證系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。不僅要防止用戶信息泄露、抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊，還要能夠應(yīng)對不斷增長的用戶數(shù)量和交易規(guī)模。在這種情況下，以下哪種計算思維的原則對于構(gòu)建一個可靠的購物平臺至關(guān)重要？（）A.加密與解密B.負(fù)載均衡C.備份與恢復(fù)D.以上都是4、對于計算思維中的遞歸算法，以下關(guān)于其特點(diǎn)和適用情況的說明，哪一項是準(zhǔn)確的？（）A.遞歸算法復(fù)雜難懂，效率低下，很少有適用的場景B.遞歸算法是一種直接或間接調(diào)用自身函數(shù)或方法的算法。它具有簡潔、優(yōu)美的特點(diǎn)，能夠用簡潔的代碼解決某些具有重復(fù)結(jié)構(gòu)或可以逐步分解的問題，如計算階乘、遍歷樹形結(jié)構(gòu)等。但遞歸算法可能會導(dǎo)致棧溢出等問題，在實際應(yīng)用中需要謹(jǐn)慎使用，通常適用于問題規(guī)模較小或結(jié)構(gòu)清晰的情況C.遞歸算法只適用于數(shù)學(xué)計算，在其他領(lǐng)域幾乎沒有應(yīng)用D.遞歸算法是一種過時的算法，已經(jīng)被新的算法所取代5、關(guān)于計算思維中的計算效率（ComputationalEfficiency）衡量，以下說法不正確的是：（）A.計算效率可以通過運(yùn)行時間、內(nèi)存使用、處理器利用率等指標(biāo)來衡量B.提高計算效率需要綜合考慮算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、硬件資源等多方面因素C.為了追求計算效率，可以犧牲代碼的可讀性和可維護(hù)性D.不同的應(yīng)用場景對計算效率的要求不同，需要根據(jù)實際需求進(jìn)行權(quán)衡6、計算思維強(qiáng)調(diào)算法的可擴(kuò)展性。對于一個處理小數(shù)據(jù)量表現(xiàn)良好但處理大數(shù)據(jù)量性能急劇下降的算法，以下哪種改進(jìn)方法不太可能提高其可擴(kuò)展性（）A.優(yōu)化算法的時間復(fù)雜度B.增加硬件資源C.簡化算法邏輯D.保持算法不變，只增加注釋7、關(guān)于計算中的軟件工程模型，以下哪種模型更適合需求不明確的項目？（）A.瀑布模型B.增量模型C.螺旋模型D.噴泉模型8、對于一個需要進(jìn)行大規(guī)模數(shù)值計算的科學(xué)問題，例如天氣預(yù)報模型。以下哪種編程語言和計算框架能夠提供高效的計算支持？（）A.Fortran語言，擅長科學(xué)計算B.JavaScript語言，用于網(wǎng)頁開發(fā)C.Python語言，結(jié)合NumPy和SciPy庫D.HTML語言，用于網(wǎng)頁設(shè)計9、對于一個需要進(jìn)行高性能計算的科學(xué)研究項目，例如模擬氣候變化。以下哪種硬件架構(gòu)和計算平臺是適合的？（）A.多核CPU服務(wù)器，利用多核心并行計算B.GPU加速計算，利用圖形處理器的并行能力C.分布式計算集群，多個節(jié)點(diǎn)協(xié)同計算D.以上架構(gòu)和平臺的結(jié)合使用10、在計算中的遞歸與迭代的比較中，以下對于它們的實現(xiàn)方式、性能差異和適用場景的分析，哪一種描述是全面的？（）A.遞歸通過函數(shù)自身調(diào)用解決問題，代碼簡潔但可能存在棧溢出風(fēng)險；迭代通過循環(huán)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，性能通常更優(yōu)但代碼可能較復(fù)雜。對于簡單的、可清晰分解為遞歸形式的問題，遞歸更直觀；對于復(fù)雜的、需要高效性能的問題，迭代更合適。同時，一些問題可以同時用遞歸和迭代實現(xiàn)，但效果可能不同B.遞歸和迭代是完全相同的概念，只是表達(dá)方式不同C.遞歸總是比迭代更高效，應(yīng)該優(yōu)先使用遞歸D.迭代只適用于簡單的循環(huán)操作，對于復(fù)雜的問題無法使用11、在計算思維的指導(dǎo)下，對于一個需要處理實時數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，以下哪個技術(shù)通常不是關(guān)鍵（）A.數(shù)據(jù)緩存B.離線計算C.數(shù)據(jù)流式處理D.實時數(shù)據(jù)分析12、在計算中的隨機(jī)算法，以下對于蒙特卡羅方法和拉斯維加斯算法的特點(diǎn)、誤差控制和適用問題的描述，哪一種是恰當(dāng)?shù)?？（）A.蒙特卡羅方法通過隨機(jī)抽樣和統(tǒng)計來求解問題，結(jié)果存在一定的誤差但可以通過增加抽樣次數(shù)來控制；拉斯維加斯算法總是能得到正確的結(jié)果，但運(yùn)行時間不確定。蒙特卡羅方法適用于數(shù)值計算和概率問題，拉斯維加斯算法適用于求解存在不確定性但必須得到正確結(jié)果的問題B.蒙特卡羅方法和拉斯維加斯算法沒有區(qū)別，只是名稱不同C.隨機(jī)算法的結(jié)果不可靠，不應(yīng)該在重要的計算中使用D.蒙特卡羅方法和拉斯維加斯算法只適用于數(shù)學(xué)游戲，在實際應(yīng)用中沒有用處13、編程中的面向?qū)ο缶幊淌且环N重要的編程思想。以下關(guān)于面向?qū)ο缶幊痰拿枋鲋?，錯誤的是？（）A.面向?qū)ο缶幊淌且环N將數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的方法封裝在一起的編程思想B.面向?qū)ο缶幊讨械念惡蛯ο笫菍ΜF(xiàn)實世界中的事物和概念的抽象和模擬C.面向?qū)ο缶幊叹哂蟹庋b性、繼承性、多態(tài)性等特點(diǎn)，可以提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性D.面向?qū)ο缶幊讨贿m用于大型項目，對于小型項目來說沒有必要使用面向?qū)ο缶幊?4、在進(jìn)行并行計算時，計算思維對于任務(wù)分解和資源分配至關(guān)重要。假設(shè)您有一個需要大量計算的任務(wù)，比如模擬氣候變化模型，以下哪種并行策略更能體現(xiàn)計算思維？（）A.將任務(wù)平均分配給多個處理器，不考慮它們的計算能力差異B.根據(jù)處理器的性能和任務(wù)的特點(diǎn)，進(jìn)行合理的任務(wù)劃分和分配，以提高并行效率C.只在一個處理器上進(jìn)行計算，不使用并行計算D.隨機(jī)分配任務(wù)給處理器，不考慮負(fù)載均衡15、對于一個需要進(jìn)行實時視頻流處理的應(yīng)用，比如視頻會議或者直播平臺。在降低延遲和提高視頻質(zhì)量方面，以下哪種技術(shù)可能是最為關(guān)鍵的？（）A.不進(jìn)行任何優(yōu)化，直接傳輸原始視頻流B.采用高效的視頻編碼算法，如H.265，結(jié)合自適應(yīng)的碼率控制和網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機(jī)制，能夠在有限的帶寬下實現(xiàn)低延遲、高質(zhì)量的視頻傳輸，滿足實時視頻流應(yīng)用的嚴(yán)格要求，提升用戶體驗C.只使用傳統(tǒng)的視頻編碼算法，不考慮新技術(shù)D.不關(guān)注視頻質(zhì)量和延遲，只保證視頻能傳輸二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）計算思維在社會科學(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）論述計算思維中的“計算思維與終身學(xué)習(xí)的關(guān)系”，說明計算思維如何為終身學(xué)習(xí)提供支持和動力，以及在不同人生階段如何持續(xù)發(fā)展計算思維。3、（本題5分）詳細(xì)說明計算思維中的緩存機(jī)制，論述在計算機(jī)系統(tǒng)中如何利用緩存來提高數(shù)據(jù)訪問速度和系統(tǒng)性能。4、（本題5分）論述計算思維中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，解釋神經(jīng)元的工作原理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程，舉例說明其在模式識別中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化和擁塞控制中，保障網(wǎng)絡(luò)的高效穩(wěn)定運(yùn)行是重要任務(wù)。請全面論述計算思維在網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化和擁塞控制策略中的應(yīng)用，如流量控制算法、路由選擇優(yōu)化、帶寬分配策略，并且結(jié)合實際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分析其效果。2、（本題5分）在數(shù)據(jù)挖掘中的關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘和序列模式挖掘中，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的隱藏關(guān)系是關(guān)鍵。請深入探討計算思維在關(guān)聯(lián)規(guī)則和序列模式挖掘算法中的應(yīng)用，如Apriori算法、FP-Growth算法、PrefixSpan算法，并且分析如何處理大規(guī)模數(shù)據(jù)和復(fù)雜數(shù)據(jù)類型。3、（本題5分）詳細(xì)論述計算思維在語音處理中的技術(shù)和算法。分析語音識別、合成等任務(wù)中的關(guān)鍵技術(shù)和計算方法，以及其應(yīng)用場景。4、（本題5分）深入研究計算思維中的計算思維在虛擬現(xiàn)實與增強(qiáng)現(xiàn)實中的應(yīng)用，如場景構(gòu)建、交互設(shè)計、物理模擬等方面，分析如何利用計算思維創(chuàng)造沉浸式的虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實環(huán)境，并結(jié)合具體的應(yīng)用案例進(jìn)行闡述。5、（本題5分）全面論述計算思維在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)化策略。研究信號傳輸、資源分配等方面的計算方法和模型。四、分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一個在線教育平臺的課程評價系統(tǒng)不夠完善，無法準(zhǔn)確反映學(xué)生對課程的真實感受和學(xué)習(xí)效果。請運(yùn)用計算思維，分析如何改進(jìn)評價指標(biāo)、收集和分析評價數(shù)據(jù)，以提供有價值的反饋給教師和課程開發(fā)者。2、（本題10分）一款智能健康管理應(yīng)用在健康數(shù)據(jù)的分析和疾病預(yù)警方面不夠準(zhǔn)確和及時。請從計算思