北京理工大学《计算神经科学》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《计算神经科学》2022-2023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、在计算中的排序算法研究中，以下关于冒泡排序、插入排序和快速排序的描述，不正确的是哪一项？（）A.冒泡排序通过反复比较相邻元素并交换位置，将最大（或最小）的元素逐步“浮”到数组的一端B.插入排序将待排序的元素逐个插入到已排序的部分中，适用于初始数据基本有序的情况C.快速排序通过选择一个基准元素，将数组分为小于和大于基准元素的两部分，然后对这两部分分别递归排序D.这三种排序算法的时间复杂度在所有情况下都是相同的，因此在实际应用中可以随意选择使用2、在计算机系统中，缓存的作用是提高数据的访问速度。以下关于缓存的描述，哪一项是错误的？（）A.缓存越大，性能越好B.缓存的数据是主存数据的副本C.缓存需要采用合适的替换策略D.以上都不对3、在开发一个能够自动识别图像中物体的计算机视觉系统时，计算思维在特征提取和分类算法选择方面起着关键作用。以下哪种方法更符合计算思维？（）A.使用手工设计的特征，如边缘、形状等，结合传统分类器B.利用深度学习中的卷积神经网络自动学习特征和进行分类C.不提取特征，直接将原始图像输入简单的分类器D.完全依赖人类的视觉判断，不使用计算机算法4、对于计算思维中的问题建模过程，以下关于其步骤和重要性的说明，哪一项是准确的？（）A.问题建模就是随意地将问题转化为计算形式，没有固定的步骤和重要性B.问题建模通常包括问题理解、抽象、假设、数学表述和验证等步骤。首先要深入理解问题的背景和需求，然后进行抽象提取关键要素，做出合理的假设简化问题，将其用数学语言描述，并通过实际数据或模拟进行验证。问题建模的重要性在于它将现实问题转化为可计算的形式，为后续的算法设计和解决方案提供基础，直接影响到问题解决的效果和效率C.问题建模过程复杂且耗时，不如直接开始编写代码解决问题D.问题建模只适用于复杂的科学和工程问题，对于日常的计算任务不需要5、在进行密码学相关的任务，比如设计一个安全的加密算法，计算思维对于确保算法的复杂性和安全性至关重要。以下哪种设计思路更符合计算思维？（）A.使用简单的替换加密方法，容易被破解B.基于复杂的数学难题，如大整数分解或离散对数问题，设计加密算法C.不考虑安全性，随意设计一个加密算法D.直接使用公开的加密算法，不进行任何改进6、计算思维要求我们善于利用现有工具和资源解决问题。当需要对大量数据进行排序时，如果已经有一个现成的高效排序函数库，以下做法最符合计算思维的是（）A.自己重新实现排序算法B.对现有函数库进行修改以满足需求C.直接使用现成的排序函数库D.以上都不符合7、在计算中的多媒体技术应用中，以下关于音频处理和视频压缩的描述，不正确的是哪一项？（）A.音频处理包括音频采集、编辑、合成和特效添加等操作，需要考虑采样率、量化精度和声道数等因素B.视频压缩通过去除视频中的冗余信息来减少数据量，常见的压缩标准有H.264、H.265等C.音频处理和视频压缩的目的都是在保证一定质量的前提下，降低数据存储和传输的成本D.视频压缩技术已经非常成熟，无论对于何种类型的视频，都能实现无损压缩且压缩比极高8、在进行密码学相关的应用中，例如数据加密、数字签名、身份验证等，需要保障信息的安全性和完整性。在这个领域，以下哪种计算思维的概念和方法能够提供可靠的安全保障？（）A.加密算法的选择与实现B.密钥管理与分发C.安全协议设计与验证D.以上都是9、对于计算中的数据压缩算法，以下关于无损压缩（如霍夫曼编码）和有损压缩（如JPEG压缩）的原理、特点和应用场景的描述，哪一项是恰当的？（）A.无损压缩通过去除数据中的冗余信息来减少存储空间，压缩后可以完全恢复原始数据，适用于对数据准确性要求高的场合，如文本文件；有损压缩则通过丢弃一些不太重要的信息来实现更高的压缩比，压缩后无法完全恢复原始数据，适用于图像、音频和视频等对一定误差可接受的多媒体数据B.无损压缩和有损压缩的原理和应用场景完全相同，可以相互替代使用C.数据压缩算法只适用于大型数据文件，对于小型数据没有必要使用D.有损压缩的效果总是比无损压缩好，应该优先使用有损压缩10、在进行软件开发的全生命周期中，从需求分析、设计、编码、测试到维护，需要遵循一定的规范和流程，并不断优化和改进。在这个复杂的过程中，以下哪种计算思维的原则能够保障软件的质量和可扩展性？（）A.代码规范与重构B.架构设计与优化C.测试用例设计与执行D.以上都是11、在解决一个复杂的逻辑谜题，需要通过推理和分析找出答案时，计算思维可以帮助我们更有条理地思考。以下哪种解题思路最能体现计算思维？（）A.随意尝试各种可能性，直到找到正确答案B.从已知条件出发，逐步推导，建立逻辑关系，运用推理规则进行求解C.放弃思考，等待他人给出答案D.猜测答案，然后验证是否正确12、在进行音乐创作和音频处理时，利用计算机技术可以实现作曲、编曲、混音等操作。对于创作一首具有创新性和感染力的音乐作品，以下哪种计算思维的方法能够激发创作灵感并提高制作效率？（）A.音频合成与特效处理B.节奏与旋律生成算法C.风格模仿与创新D.以上都是13、计算思维中的创新思维是一种重要的思维方式。以下关于创新思维的描述中，错误的是？（）A.创新思维是一种敢于突破传统思维模式，提出新的想法和方法的思维方式B.创新思维可以通过学习创新方法和技巧来培养，也可以通过与他人交流和合作来激发C.创新思维在计算思维中起着重要的作用，可以帮助我们设计出更加高效和智能的算法和系统D.创新思维是一种天生的能力，无法通过学习和培养来提高14、在计算思维中，算法的正确性是一个重要的问题。以下关于算法正确性的描述中，错误的是？（）A.算法的正确性是指算法能够正确地解决给定的问题B.算法的正确性可以通过数学证明或实验验证来确定C.算法的正确性只与算法的设计有关，与编程语言和计算机硬件无关D.算法的正确性是绝对的，一旦算法被证明是正确的，就不会出现错误15、在计算思维中的数据结构选择方面，以下关于其考虑因素和影响的论述，哪一个是正确的？（）A.选择数据结构时不需要考虑具体问题，随便选择一种都可以B.选择合适的数据结构对于提高程序的效率和性能至关重要。在选择数据结构时，需要考虑数据的操作需求（如插入、删除、查找等）、数据量的大小、存储空间的限制、算法的复杂度等因素。不同的数据结构（如数组、链表、栈、队列、树、图等）在不同的场景下具有不同的优势和劣势，正确的选择可以大大提高程序的运行效率和可读性C.数据结构的选择对程序性能影响不大，主要取决于编程者的个人喜好D.数据结构的选择只需要考虑数据的类型，其他因素无关紧要16、关于计算思维中的代码可读性和可维护性，以下对于其重要性和实现方法的描述，哪一种是准确的？（）A.代码的可读性和可维护性对于软件开发的长期成功至关重要。良好的可读性意味着代码易于理解，遵循一致的命名规范、清晰的结构和适当的注释。可维护性则体现在代码易于修改、扩展和修复错误。通过采用模块化设计、遵循编程风格指南、进行代码重构等方法，可以提高代码的可读性和可维护性，降低开发成本和风险B.代码的可读性和可维护性只是在团队开发中重要，对于个人开发项目来说，只要代码能实现功能即可C.提高代码的可读性和可维护性会增加代码量和开发时间，因此在追求效率的情况下可以适当牺牲D.代码的可读性和可维护性主要取决于编程语言的选择，与编程风格和设计方法关系不大17、计算思维中的动态规划方法常用于解决具有最优子结构的问题。以下关于动态规划的描述，不正确的是（）A.通过保存子问题的解避免重复计算B.适用于所有问题C.通常需要分析问题的最优子结构D.可能需要较大的存储空间18、对于一个需要进行图像压缩的应用，比如在有限的存储空间中存储大量的高清图片。在选择图像压缩算法时，以下哪种算法可能是最能在保证图像质量的前提下实现高压缩比的？（）A.无损压缩算法，如ZIP压缩，完全保留原始图像信息，但压缩比较低B.有损压缩算法中的JPEG算法，通过去除人眼不太敏感的信息来实现较高的压缩比，同时在一定程度上保持图像质量C.不进行图像压缩，直接存储原始图像D.选择一种非常复杂但效果不明显的压缩算法19、对于计算思维中的数据库管理系统，在组织、存储和检索大量数据方面，以下哪一种描述是最恰当的？（）A.数据库管理系统提供了一种结构化的方式来存储和管理数据，包括数据的定义、插入、更新、查询、删除等操作。通过关系模型、索引、存储优化等技术，能够高效地处理大规模数据，并保证数据的一致性、完整性和安全性。常见的数据库管理系统有MySQL、Oracle、SQLServer等B.数据库管理系统只适用于企业级的大型应用，对于小型项目和个人使用来说过于复杂和昂贵C.数据库管理系统的性能主要取决于硬件配置，软件的优化作用不大D.数据库管理系统一旦建立，就不需要进行维护和优化，可以一直稳定运行20、对于计算思维中的逻辑推理，以下关于其重要性和应用场景的描述，哪一项是恰当的？（）A.逻辑推理在计算思维中不重要，对解决计算问题几乎没有帮助B.逻辑推理是计算思维的重要组成部分，它帮助我们清晰地定义问题、分析条件、得出正确的结论。在程序设计中，通过逻辑判断来控制程序的流程；在数据库查询中，运用逻辑表达式筛选数据；在人工智能中，基于逻辑规则进行推理和决策。逻辑推理能够确保计算过程的准确性和可靠性，是解决各种复杂计算问题的基础C.逻辑推理只适用于数学和理论计算，在实际的计算机应用中用处不大D.逻辑推理虽然重要，但在现代计算技术的发展下，其作用逐渐被弱化二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述计算思维中的“计算思维与跨学科学习”，说明计算思维在促进不同学科知识融合和创新方面的作用和意义。2、（本题5分）解释计算思维中的“计算思维与探究式学习的协同”，说明在探究式学习过程中如何运用计算思维引导学生发现问题、提出假设和验证结论。3、（本题5分）计算思维在法学领域，如法律条文的分析、案例检索和预测等方面也能发挥作用。请阐述计算思维在法学中的具体应用和潜在价值，并讨论在法律实践中可能面临的问题和挑战。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线学习平台的课程资源管理混乱，用户难以找到所需的学习资料。请运用计算思维，分析如何通过分类、标签和搜索算法来改善课程资源的组织和检索。2、（本题5分）在一个企业的市场营销决策支持系统中，如何运用计算思维分析市场数据、评估营销效果和制定营销策略。3、（本题5分）在一个在线游戏的匹配对战系统中，要考虑玩家的技能水平、网络延迟等因素进行公平匹配。请全面分析如何运用计算思维来实现优质的对战体验。4、（本题5分）在一个大数据分析项目中，需要从海量的数据中提取有价值的信息，例如消费者行为模式、市场趋势和产品需求预测。请详细探讨如何运用计算思维来设计有效的数据分析流程和算法。5、（本题5分）一个大型数据库系统在数据备份和恢复方面存在效率低下和可靠性不