武漢工程大學(xué)《計算思維及數(shù)據(jù)科學(xué)導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第二學(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頁武漢工程大學(xué)《計算思維及數(shù)據(jù)科學(xué)導(dǎo)論》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、計算思維中的邏輯思維能力至關(guān)重要。給定一個命題“如果今天下雨，那么我就帶傘”，已知今天下雨了，能得出以下哪個結(jié)論（）A.我一定帶傘了B.我可能帶傘了C.我不知道是否帶傘D.我一定沒帶傘2、在一個計算機(jī)程序中，需要處理大量的重復(fù)計算。為了提高程序的運行效率，減少計算時間，以下哪種方法是最為有效的？（）A.手動優(yōu)化代碼，減少不必要的操作B.使用并行計算技術(shù)，同時進(jìn)行多個計算任務(wù)C.增加計算機(jī)的硬件配置，如內(nèi)存和處理器D.簡化計算問題，降低計算復(fù)雜度3、對于計算中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以下關(guān)于其作用和應(yīng)用場景的描述，不正確的是哪一項？（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于組織和存儲數(shù)據(jù)，以便于數(shù)據(jù)的訪問、操作和管理，常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括數(shù)組、鏈表、棧、隊列、樹和圖等B.數(shù)組適合于隨機(jī)訪問元素，但插入和刪除操作可能效率較低；鏈表則在插入和刪除操作上表現(xiàn)較好，但隨機(jī)訪問相對困難C.棧遵循后進(jìn)先出原則，常用于函數(shù)調(diào)用、表達(dá)式求值等；隊列遵循先進(jìn)先出原則，適用于任務(wù)調(diào)度、消息傳遞等場景D.無論處理何種數(shù)據(jù)和問題，選擇一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就足夠了，不需要根據(jù)具體情況進(jìn)行靈活選擇和組合使用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4、關(guān)于計算思維中的代碼可讀性和可維護(hù)性，以下對于其重要性和實現(xiàn)方法的描述，哪一種是準(zhǔn)確的？（）A.代碼的可讀性和可維護(hù)性對于軟件開發(fā)的長期成功至關(guān)重要。良好的可讀性意味著代碼易于理解，遵循一致的命名規(guī)范、清晰的結(jié)構(gòu)和適當(dāng)?shù)淖⑨??？删S護(hù)性則體現(xiàn)在代碼易于修改、擴(kuò)展和修復(fù)錯誤。通過采用模塊化設(shè)計、遵循編程風(fēng)格指南、進(jìn)行代碼重構(gòu)等方法，可以提高代碼的可讀性和可維護(hù)性，降低開發(fā)成本和風(fēng)險B.代碼的可讀性和可維護(hù)性只是在團(tuán)隊開發(fā)中重要，對于個人開發(fā)項目來說，只要代碼能實現(xiàn)功能即可C.提高代碼的可讀性和可維護(hù)性會增加代碼量和開發(fā)時間，因此在追求效率的情況下可以適當(dāng)犧牲D.代碼的可讀性和可維護(hù)性主要取決于編程語言的選擇，與編程風(fēng)格和設(shè)計方法關(guān)系不大5、在人工智能的自然語言處理中，詞法分析是重要的一步。以下關(guān)于詞法分析的任務(wù)，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.識別單詞B.確定詞性C.理解句子的語義D.以上都不對6、在計算中的人工智能基礎(chǔ)概念中，以下關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的描述，不正確的是哪一項？（）A.機(jī)器學(xué)習(xí)是讓計算機(jī)通過數(shù)據(jù)和算法自動學(xué)習(xí)規(guī)律和模式，能夠進(jìn)行預(yù)測和分類等任務(wù)B.深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)的一個分支，基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，能夠處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)和復(fù)雜的任務(wù)C.深度學(xué)習(xí)在圖像識別、語音處理、自然語言處理等領(lǐng)域取得了顯著的成果，但也存在過擬合、解釋性差等問題D.機(jī)器學(xué)習(xí)已經(jīng)被深度學(xué)習(xí)完全取代，在實際應(yīng)用中不再需要使用傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法7、在密碼學(xué)中，如果要生成安全的隨機(jī)數(shù)，用于加密密鑰等敏感操作。以下哪種方法是可靠的？（）A.使用編程語言內(nèi)置的隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)B.基于當(dāng)前時間和系統(tǒng)狀態(tài)生成隨機(jī)數(shù)C.使用專門的硬件隨機(jī)數(shù)生成器D.人為隨機(jī)選擇數(shù)字8、在數(shù)據(jù)庫索引中，B樹和B+樹都被廣泛應(yīng)用。以下關(guān)于B+樹的優(yōu)點，哪一項是不正確的？（）A.更適合范圍查詢B.葉子節(jié)點包含所有數(shù)據(jù)C.插入和刪除操作更高效D.以上都是9、計算思維強(qiáng)調(diào)問題的形式化描述。對于一個求解方程x^2-5x+6=0的問題，以下哪種形式化描述是準(zhǔn)確的（）A.尋找使得等式成立的x值B.計算x的平方減去5倍的x再加上6的結(jié)果C.分析方程的系數(shù)和常數(shù)項D.以上都不準(zhǔn)確10、在進(jìn)行基因編輯的研究中，需要對大量的基因序列進(jìn)行分析和操作，以實現(xiàn)特定的基因修飾和治療效果。在這個高度復(fù)雜和精密的領(lǐng)域，以下哪種計算思維的手段能夠助力研究的深入開展？（）A.基因序列比對與分析B.編輯算法設(shè)計C.效果預(yù)測與評估D.以上都是11、在計算思維的算法復(fù)雜度分析中，關(guān)于評估算法在不同規(guī)模輸入下的性能表現(xiàn)，以下哪一種解釋是最清晰的？（）A.算法復(fù)雜度包括時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。時間復(fù)雜度衡量算法運行所需的時間與輸入規(guī)模的關(guān)系，常見的表示方法有大O記號?？臻g復(fù)雜度則衡量算法運行所需的存儲空間與輸入規(guī)模的關(guān)系。通過分析算法的復(fù)雜度，可以預(yù)測算法在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時的性能，為算法的改進(jìn)和選擇提供依據(jù)B.算法復(fù)雜度分析只是理論上的研究，對實際編程中的算法優(yōu)化沒有實際幫助C.算法復(fù)雜度只需要考慮時間復(fù)雜度，空間復(fù)雜度可以忽略，因為現(xiàn)代計算機(jī)的存儲空間通常足夠大D.算法復(fù)雜度分析是一個非常精確的過程，能夠準(zhǔn)確計算出算法在任何輸入規(guī)模下的運行時間和存儲空間12、在程序設(shè)計語言中，靜態(tài)類型語言和動態(tài)類型語言在類型檢查上有不同的方式。以下哪種語言屬于動態(tài)類型語言？（）A.JavaB.C++C.PythonD.C#13、在計算思維中，對于一個需要處理不確定性的問題，以下哪種方法通常被采用（）A.忽略不確定性B.使用概率和統(tǒng)計方法C.憑直覺處理D.以上都不是14、在計算思維的框架下，以下哪種軟件開發(fā)方法更注重迭代和用戶反饋？（）A.瀑布模型B.敏捷開發(fā)C.螺旋模型D.原型模型15、在計算思維中，對于一個需要同時處理多個任務(wù)的情況，以下哪種調(diào)度策略通常能提高系統(tǒng)的整體效率（）A.先來先服務(wù)B.短作業(yè)優(yōu)先C.優(yōu)先級調(diào)度D.隨機(jī)調(diào)度16、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17、在計算思維中，算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度是衡量算法效率的重要指標(biāo)。以下關(guān)于時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度的描述中，錯誤的是？（）A.時間復(fù)雜度是指算法執(zhí)行所需的時間與問題規(guī)模之間的關(guān)系B.空間復(fù)雜度是指算法執(zhí)行所需的存儲空間與問題規(guī)模之間的關(guān)系C.時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度越低，算法的效率越高D.時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度只與算法的設(shè)計有關(guān)，與編程語言和計算機(jī)硬件無關(guān)18、計算思維在日常生活中有很多應(yīng)用。以下關(guān)于計算思維在日常生活中的應(yīng)用的描述中，錯誤的是？（）A.計算思維可以幫助我們更好地管理時間和任務(wù)，提高工作效率B.計算思維可以幫助我們更好地理解和分析數(shù)據(jù)，做出更明智的決策C.計算思維可以幫助我們更好地解決人際關(guān)系問題，提高溝通和協(xié)調(diào)能力D.計算思維只在計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域有應(yīng)用，在日常生活中沒有實際價值19、在當(dāng)今數(shù)字化的時代，計算思維對于解決各種復(fù)雜問題起著至關(guān)重要的作用。假設(shè)您正在參與一個大型城市的交通流量優(yōu)化項目，需要綜合考慮道路狀況、車輛類型、出行時間等眾多因素。在這種情況下，以下哪種計算思維方法能夠幫助您更有效地分析和解決交通擁堵問題？（）A.抽象與建模B.算法設(shè)計C.糾錯與容錯D.并行計算20、在計算思維中，關(guān)于算法的設(shè)計與分析，以下哪種描述最為準(zhǔn)確和全面？（）A.算法設(shè)計旨在找到解決特定問題的一系列明確步驟，需要考慮問題的復(fù)雜性、輸入輸出的特征以及可能的約束條件。算法分析則側(cè)重于評估算法的效率，包括時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，以確定其在不同規(guī)模數(shù)據(jù)下的性能表現(xiàn)。一個好的算法應(yīng)在準(zhǔn)確性、可讀性和效率之間取得平衡B.算法設(shè)計只需關(guān)注能否解決問題，而算法分析是在算法實現(xiàn)后才進(jìn)行的，對算法的改進(jìn)作用不大C.算法設(shè)計就是隨機(jī)嘗試各種方法，直到找到一種能解決問題的方案，無需考慮其合理性和通用性。算法分析主要是為了滿足理論研究的需要，在實際應(yīng)用中意義不大D.算法設(shè)計和分析是相互獨立的過程，設(shè)計完成后再進(jìn)行分析，且分析結(jié)果對設(shè)計的改進(jìn)沒有實質(zhì)性的幫助二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述計算思維中的數(shù)論中的素數(shù)和同余，說明在加密算法和密碼學(xué)中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)說明計算思維中的粒子群優(yōu)化算法，分析其工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域，舉例闡述如何調(diào)整參數(shù)以獲得更好的優(yōu)化結(jié)果。3、（本題5分）解釋計算思維中的“計算思維與教育公平”，探討在教育資源不均衡的情況下，如何通過計算思維教育促進(jìn)教育公平的實現(xiàn)。4、（本題5分）詳細(xì)闡述計算思維中的計算生物學(xué)中的基因序列分析和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測，論述相關(guān)算法和技術(shù)。5、（本題5分）論述計算思維中的“地理信息系統(tǒng)中的計算思維”，說明在空間數(shù)據(jù)管理、地圖繪制、路徑規(guī)劃等方面如何運用計算思維提供有效的地理信息服務(wù)。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個在線考試防作弊系統(tǒng)中，要通過多種手段檢測和防范作弊行為。請深入分析如何運用計算思維來保障考試的公平性和安全性。2、（本題5分）在一個社交媒體平臺上，存在虛假信息傳播和用戶隱私泄露的風(fēng)險。請用計算思維分析這些問題產(chǎn)生的原因，提出防范虛假信息傳播和保護(hù)用戶隱私的技術(shù)手段和管理策略。3、（本題5分）假設(shè)要開發(fā)一個在線購物網(wǎng)站的推薦系統(tǒng)，能夠根據(jù)用戶的瀏覽和購買歷史為其推薦相關(guān)商品。請深入分析實現(xiàn)這一功能所需的計算思維方法和技術(shù)手段。4、（本題5分）假設(shè)要為一個在線旅游平臺設(shè)計行程規(guī)劃功能，根據(jù)用戶的時間、預(yù)算和興趣點生成最佳行程。請詳細(xì)分析如何運用計算思維來滿足用戶需求。5、（本題5分）對于一個智能電網(wǎng)系統(tǒng)，需要實現(xiàn)電力的優(yōu)化分配和故障監(jiān)測。請全面分析此系統(tǒng)中所運用的計算思維和電力監(jiān)控技術(shù)。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，計算思維可以幫助構(gòu)建合理的數(shù)據(jù)模型。詳細(xì)論述數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟和方法，包括概念模型設(shè)計、邏輯模型設(shè)計、物理模型設(shè)計，分析如何運用計算思維優(yōu)化數(shù)據(jù)庫