北京化工大学《程序设计》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《程序设计》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、设想开发一个医疗信息管理系统，用于存储患者的基本信息、病历、诊断结果、治疗方案等。同时，系统需要支持医生的查询、编辑和统计分析功能。为了保障患者数据的隐私和安全性，同时满足医疗行业的法规要求，以下哪种数据存储和访问控制策略是最合适的？（）A.将所有数据存储在一个公共的数据库中，通过用户角色进行粗粒度的访问控制B.采用分布式数据库，对敏感数据进行加密存储，实施基于属性的访问控制（ABAC）C.运用云数据库服务，依赖云提供商的安全机制，设置简单的访问权限D.建立本地数据库，对数据不进行加密，通过用户名和密码进行访问控制2、在使用Python开发一个数据可视化工具时，需要能够将各种类型的数据（如数值型、文本型、日期型等）以直观的图表形式展示出来，并且支持用户的交互操作，如缩放、筛选、导出等。以下哪种库和技术的选择是比较合适的？（）A.使用matplotlib库绘制基本图表，通过JavaScript实现交互功能B.借助seaborn库生成复杂图表，利用Python的内置函数处理交互C.运用plotly库创建交互式图表，直接在Python环境中完成所有功能D.自己编写绘图代码，完全定制图表的外观和交互行为3、考虑编写一个程序来模拟天气预报，结合气象数据和物理模型进行预测。以下哪种数值天气预报方法在准确性和计算效率方面具有较好的平衡？（）A.全球气候模型B.中尺度气象模型C.统计天气预报方法D.以上方法结合使用4、在Java中，要实现一个观察者模式，用于在对象状态发生变化时通知多个观察者。以下关于观察者模式的实现和特点，哪一项是不准确的？（）A.定义主题接口和观察者接口，主题负责维护观察者列表并通知观察者B.观察者实现观察者接口，注册到主题中，并在收到通知时进行相应的处理C.观察者模式可以实现松耦合，主题和观察者之间的依赖关系较小D.观察者模式只适用于简单的场景，对于复杂的系统架构不太适用5、在设计一个用于处理学生成绩管理的程序时，需要存储学生的个人信息（如姓名、学号）和多门课程的成绩。若要实现高效的查询和更新操作，以下哪种数据结构组合最为合适？（）A.使用数组存储学生信息，再为每门课程创建一个链表存储成绩B.构建一个结构体来包含学生信息和成绩，并使用数组存储这些结构体C.采用哈希表存储学生信息，每个学生的成绩使用一个二叉搜索树存储D.利用链表存储学生信息，成绩则存储在对应的顺序表中6、以下哪种编程语言通常被用于数据分析和科学计算？（）A.C语言主要用于系统级编程和嵌入式系统开发，不太适合用于数据分析和科学计算B.Java语言虽然可以用于一些数据分析和科学计算的项目，但不是主要用于这个领域的语言C.Python语言具有丰富的数据分析和科学计算库，如NumPy、Pandas、Scikit-learn等，非常适合用于数据分析和科学计算D.C++语言在某些情况下也可以用于数据分析和科学计算，但不如Python语言方便和高效7、考虑使用Java语言开发一个在线购物系统，该系统需要处理大量的用户并发请求，并且要保证数据的一致性和完整性。系统中有一个订单处理模块，需要实时更新库存数量、计算订单总价、处理支付信息等操作。在实现订单处理模块时，以下哪种技术或设计模式能够有效地提高系统的性能和可扩展性？（）A.直接在业务逻辑层中处理所有操作，不使用任何中间件或框架B.采用事务处理机制，确保多个操作要么全部成功，要么全部失败C.运用消息队列来异步处理订单相关的操作，减轻系统的即时压力D.构建一个分布式的订单处理系统，将不同的操作分布在多个服务器上8、在C语言中，要实现一个链表数据结构，用于存储一系列整数。以下关于链表的实现和操作，哪一项是不正确的？（）A.定义链表节点结构体，包含数据域和指向下一个节点的指针域B.实现链表的创建、插入、删除和遍历等基本操作C.在插入和删除节点时，需要正确更新链表的指针，以保持链表的完整性D.为了提高链表的访问效率，可以对链表进行排序，使得查找操作可以使用二分查找算法9、使用Python语言进行数据处理，有一个包含大量整数的列表，需要去除其中的重复值并保持元素的原始顺序。以下哪种方法是最合适的（）A.将列表转换为集合，然后再转换回列表B.遍历列表，使用一个新列表存储不重复的元素C.对列表进行排序，然后去除相邻的重复元素D.以上方法都不理想10、在面向对象程序设计中，以下哪个概念描述了一个类对另一个类的依赖关系？（）A.继承（Inheritance）是一种类与类之间的关系，其中一个类（子类）继承了另一个类（父类）的属性和方法。继承关系体现了代码的复用和扩展B.封装（Encapsulation）是将数据和操作数据的方法封装在一个类中，通过访问修饰符来控制对数据的访问。封装可以提高代码的安全性和可维护性C.多态（Polymorphism）是指同一个行为具有多个不同表现形式或形态。在面向对象编程中，多态可以通过方法重写和方法重载来实现D.依赖（Dependency）描述了一个类对另一个类的依赖关系。例如，一个类可能需要另一个类的对象来完成某些操作，这种情况下就存在依赖关系11、假设要为一个大型企业开发一套人力资源管理系统，包括员工档案管理、考勤记录、薪资计算以及绩效评估等模块。该系统需要与企业现有的其他系统进行集成，并且能够支持大量用户同时访问。以下哪种技术选型和架构设计是最合理的？（）A.基于.NET平台的ASP.NETCore框架，使用SQLServer数据库，通过WebAPI实现与其他系统的集成，利用负载均衡技术应对高并发B.采用Java的SpringCloud微服务架构，结合Oracle数据库，运用消息队列进行系统间通信，使用集群部署保障高可用性C.运用Python的Flask框架，搭配MySQL数据库，借助RESTful风格的接口与外部系统交互，通过缓存技术提高访问速度D.选择Node.js的Express框架，使用MongoDB数据库，利用GraphQL实现数据查询，通过云服务提供商的解决方案实现系统集成和扩展12、假设正在开发一个视频会议系统，需要实现实时的视频流传输、音频处理和屏幕共享功能。以下哪种技术和协议在视频会议开发中被广泛使用，并且能够保证低延迟和高质量的通信？（）A.WebRTC技术和相关协议B.RTSP协议C.SIP协议D.H.323协议13、在一个使用C++语言开发的大型项目中，需要实现一个复杂的数学计算模块。该模块需要处理大量的浮点数运算，并且要求计算结果具有高精度和高效率。同时，为了方便代码的维护和扩展，需要采用良好的编程风格和设计模式。假设现在要计算两个大型矩阵的乘积，以下哪种算法和数据结构的组合最有可能满足上述要求？（）A.使用直接的两层嵌套循环进行计算，矩阵元素存储在二维数组中B.采用分治法，将矩阵分割为小块进行计算，矩阵元素存储在链表中C.运用Strassen算法，矩阵元素存储在动态分配的二维数组中D.借助并行计算技术，同时对多个矩阵元素进行计算，矩阵存储在哈希表中14、设想开发一个人脸识别门禁系统，能够准确识别人员身份、记录进出时间，并与其他安全系统集成。在人脸识别算法的选择、系统的安全性和集成性方面，以下哪种方案是最合适的？（）A.采用传统的特征提取方法进行人脸识别，使用简单的密码保护数据，独立运行不与其他系统集成B.借助深度学习的人脸识别模型，采用加密技术保护数据，通过API与其他安全系统交互C.运用开源的人脸识别库，不进行数据加密，直接连接其他安全设备D.自主研发人脸识别算法，忽略数据安全，以单机模式运行15、以下关于程序设计中的递归算法说法错误的是？（）A.递归算法是一种通过调用自身来解决问题的算法。递归算法通常具有简洁的代码结构，但在某些情况下可能会导致栈溢出等问题B.在使用递归算法时，需要确保递归有终止条件，否则会陷入无限递归C.递归算法适用于一些可以分解为相同子问题的问题，如阶乘计算、斐波那契数列等D.递归算法总是比非递归算法效率高。实际上，在很多情况下，非递归算法可能比递归算法更高效，因为递归算法可能会占用较多的栈空间，并且在某些情况下可能会导致重复计算16、以下关于程序设计中的调试方法说法错误的是？（）A.打印调试信息是一种常见的调试方法，通过在关键位置打印变量的值或程序的执行状态，可以帮助程序员了解程序的运行情况，找出问题所在B.使用调试器是一种更强大的调试方法，调试器可以暂停程序的执行，查看变量的值、调用栈等信息，还可以逐行执行代码，帮助程序员快速定位问题C.单元测试是一种有效的调试方法，通过编写测试用例来测试程序的各个模块，可以及早发现问题，提高代码的质量D.调试方法只适用于小型项目，对于大型项目，调试方法效果不佳。实际上，无论项目大小，调试方法都是非常重要的，可以帮助程序员快速定位和解决问题17、以下关于程序设计中的循环结构说法错误的是？（）A.循环结构是程序设计中的一种重要控制结构，它允许重复执行一段代码，直到满足特定的条件为止B.在循环结构中，常见的有for循环、while循环和do-while循环。不同的循环结构适用于不同的场景，程序员可以根据具体情况选择合适的循环结构C.循环结构可以嵌套使用，以实现更复杂的算法。但是，过多的嵌套循环会降低代码的可读性和执行效率D.循环结构一旦开始执行，就无法中途退出。实际上，在很多编程语言中，可以通过break和continue语句来中途退出循环或跳过当前循环的剩余部分18、设想正在开发一个物联网设备管理平台，需要支持设备的接入、数据采集、远程控制以及数据分析等功能。平台要能够处理大量不同类型的物联网设备。以下哪种技术架构和工具是最合适的？（）A.基于Python的Django框架，使用MQTT协议与设备通信，结合InfluxDB存储数据，利用matplotlib进行数据分析，通过云服务部署B.采用Java的SpringBoot框架，借助CoAP协议连接设备，选用MongoDB数据库，运用Spark进行数据处理，采用容器化部署C.运用Node.js的Express框架，利用HTTP协议接收设备数据，搭配MySQL数据库，使用Echarts展示分析结果，借助边缘计算节点D.选择C#的.NETCore框架，通过Zigbee协议与设备交互，使用SQLServer数据库，借助PowerBI进行数据分析，利用私有云部署19、假设正在开发一个在线购物网站的订单处理系统，需要对订单进行各种操作，如添加、删除、查询和修改。为了确保系统在处理大量订单时的性能和数据一致性，以下哪种数据库操作方式是较为理想的选择？（）A.直接对数据库进行频繁的读写操作，不使用缓存机制B.先将操作记录在内存缓存中，定期批量同步到数据库C.借助分布式数据库，将订单数据分散存储在多个节点D.使用数据库的存储过程来处理所有订单相关的操作20、在程序设计中，以下哪个概念用于描述算法的正确性和可靠性？（）A.算法的效率通常用时间复杂度和空间复杂度来衡量，与算法的正确性和可靠性无关B.算法的可读性是指算法易于理解和阅读的程度，也与算法的正确性和可靠性没有直接关系C.算法的正确性是指算法能够正确地解决问题，满足问题的规格说明。可靠性是指算法在各种输入情况下都能稳定地运行，不出现错误或异常情况D.算法的可维护性是指算法易于修改和扩展的程度，与算法的正确性和可靠性关系不大二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述C语言中如何使用指针实现链表的反转操作，通过代码示例解释其算法思想和实现步骤。2、（本题5分）探讨C语言中如何使用结构体和指针实现链表的插入节点操作的优化。3、（本题5分）详细论述C语言中如何处理字符串的编码检测和自动转换，以适应不同的输入来源。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，用户输入一个正整数n，生成一个n阶的魔方阵（魔方阵是指一个n×n的矩阵，其中每行、每列和对角线上的元素之和都相等）。2、（本题5分）编写一个程序