湖南中医药大学湘杏学院《计算思维与算法设计基础》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页湖南中医药大学湘杏学院《计算思维与算法设计基础》

2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30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、对于计算思维中的可计算性理论，以下关于其基本概念和意义的描述，哪一种是准确的？（）A.可计算性理论研究哪些问题是可计算的，哪些是不可计算的，以及计算的复杂性和界限。它定义了图灵机等计算模型，并通过这些模型来判断问题的可解性。了解可计算性理论有助于我们理解计算机的能力和限制，避免在不可计算的问题上浪费时间和资源，同时为算法设计和问题求解提供理论基础B.可计算性理论是一种纯理论的研究，与实际的计算应用没有直接的关系，对计算机编程和问题解决没有实际价值C.可计算性理论过于深奥和抽象，只有计算机科学家和数学家才需要研究，普通的计算机用户和程序员无需了解D.可计算性理论已经过时，随着计算机技术的发展，其结论和方法已经不再适用2、在计算思维的并行处理思想中，关于如何提高计算效率和应对大规模数据处理，以下哪一种论述是最深入的？（）A.并行处理是通过同时执行多个计算任务或操作来提高计算速度和效率的方法。它可以基于多核处理器、分布式计算系统或云计算平台实现。在处理大规模数据和复杂计算问题时，合理地划分任务、分配资源和协调并行执行，能够显著缩短计算时间，提高系统的性能和响应能力B.并行处理只适用于超级计算机和大型数据中心，对于普通个人计算机和小型系统没有实际意义C.并行处理虽然能够提高计算效率，但会增加系统的复杂性和成本，因此在一般情况下不建议使用D.并行处理是一种自动完成的过程，无需人为干预和设计，系统会根据任务自动选择是否进行并行处理3、在计算思维的框架下，以下哪种软件开发方法更注重迭代和用户反馈？（）A.瀑布模型B.敏捷开发C.螺旋模型D.原型模型4、编程中的调试技巧是一种重要的编程能力。以下关于调试技巧的描述中，错误的是？（）A.调试技巧包括使用调试工具、设置断点、查看变量值、单步执行等方法B.调试技巧可以帮助我们快速定位程序中的错误，提高编程效率C.调试技巧需要不断地实践和积累经验，才能掌握得更好D.调试技巧只适用于专业程序员，对于初学者来说没有必要掌握5、假设正在开发一个虚拟现实（VR）游戏，需要在保证画面流畅度的同时提供逼真的视觉效果。在图形渲染和优化方面，以下哪个策略可能是最为重要的？（）A.不进行任何优化，使用最高的图形设置B.采用多层次细节（LOD）技术，根据物体与玩家的距离动态调整其细节程度，减少不必要的计算开销，同时结合有效的纹理压缩和渲染管线优化，在不牺牲视觉质量的前提下确保游戏的流畅运行，为玩家带来沉浸式的虚拟现实体验C.只关注画面的逼真度，不考虑性能D.随意选择图形渲染设置，不考虑其对性能的影响6、在进行医疗图像处理的工作中，例如X光片、CT扫描、MRI图像的分析和诊断，需要提取病变特征、测量参数，并辅助医生做出准确的诊断。在这个过程中，以下哪种计算思维的方法和技术能够提高图像分析的精度和效率？（）A.图像分割与特征提取B.图像配准与融合C.辅助诊断模型训练D.以上都是7、在面对复杂的计算问题时，计算思维提倡简化和近似。对于计算圆周率π，以下哪种方法属于简化和近似的策略（）A.使用精确的数学公式计算B.通过蒙特卡罗方法随机投点估算C.直接使用3.14作为近似值D.以上都不是8、在计算思维的排序算法评估中，以下关于常见排序算法性能的比较，哪种说法是准确的？（）A.所有的排序算法性能都一样，没有差别B.常见的排序算法如冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等在时间复杂度和空间复杂度上有所不同。冒泡排序、插入排序和选择排序的时间复杂度较高，适用于小规模数据；快速排序在平均情况下性能优秀，但最坏情况较差；归并排序的时间复杂度稳定。在实际应用中，应根据数据规模、数据特点和性能要求选择合适的排序算法C.排序算法的性能只取决于数据的初始顺序，与算法本身无关D.最新的排序算法总是比传统的排序算法性能好，应该优先使用9、在计算思维中，对于一个图像识别的任务，以下哪种方法通常不是关键步骤（）A.对图像进行预处理，如去噪、增强B.人工观察图像特征C.提取图像的特征向量D.使用机器学习模型进行分类10、在计算思维的函数式编程（FunctionalProgramming）理念中，以下描述错误的是：（）A.函数式编程强调函数的纯粹性和不可变性，避免副作用B.它鼓励使用高阶函数、递归和函数组合来构建程序C.函数式编程能够提高代码的可读性、可测试性和可并行性D.函数式编程只适用于学术研究和特定领域，在实际开发中应用较少11、对于计算问题的求解过程，以下哪种思维方式更强调分解问题和逐步解决？（）A.抽象思维B.逻辑思维C.递归思维D.并行思维12、关于计算思维中的递归思想，当应用于解决问题时，以下哪一种解释是最易于理解的？（）A.递归是一种通过不断将问题分解为更小的、与原问题相似的子问题，直到达到一个简单的、可直接解决的基本情况，然后从这些基本情况逐步返回并解决原问题的方法。递归可以使复杂的问题变得简洁明了，但需要注意避免无限递归和处理好递归的终止条件B.递归是一种复杂且效率低下的解决问题的方式，通常应该尽量避免使用，而选择迭代等其他方法C.递归就是函数自己调用自己，不需要考虑问题的规模和边界条件，系统会自动处理好一切D.递归只适用于数学计算类问题，对于其他领域的问题，如实际生活中的问题，很少能够应用13、在进行农业信息化的项目中，例如精准农业、农产品追溯、农业气象预测等，需要整合农业数据和信息技术，以提高农业生产效率和质量。在这个过程中，以下哪种计算思维的理念和方法能够发挥重要作用？（）A.农业数据采集与分析B.农业模型建立与应用C.智能农业设备控制D.以上都是14、在计算思维的搜索算法比较中，以下关于不同搜索算法的特点和适用情况的论述，哪一个是正确的？（）A.所有的搜索算法都差不多，没有明显的区别和适用场景B.常见的搜索算法如顺序搜索、二分搜索、深度优先搜索、广度优先搜索等各有特点。顺序搜索适用于无序数据且数据量较小的情况；二分搜索要求数据有序，适用于查找特定值的高效搜索；深度优先搜索和广度优先搜索常用于图的遍历。选择搜索算法应根据数据的特点、搜索的目标和性能要求来决定C.搜索算法的性能和适用情况取决于编程语言和运行环境，与算法本身关系不大D.复杂的搜索算法如深度优先搜索和广度优先搜索在实际应用中很少用到，主要使用简单的顺序搜索和二分搜索15、在计算思维中，对于一个评估算法性能的实验，以下哪个因素不是必须控制的（）A.输入数据的规模B.计算机的硬件配置C.算法的实现细节D.以上都是必须控制的二、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“计算复杂性”概念，说明如何评估一个问题的计算复杂性，以及计算复杂性对算法选择和问题求解的影响。2、（本题5分）解释计算思维中的计算宗教学中的宗教文本分析和文化研究，分析在宗教研究中的应用。3、（本题5分）论述计算思维中的计算法学中的法律信息处理和案例分析，说明在法学领域的应用。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细论述计算思维在教育信息化中的作用。探讨如何利用在线教育平台收集学生的学习数据，运用数据分析和算法为学生提供个性化学习方案，提升教育效果。2、（本题5分）在量子计算领域，计算思维面临着新的机遇和挑战。详细论述如何运用计算思维理解量子比特、量子门和量子算法的原理，探索量子计算在解决特定问题（如因数分解、优化问题）上的优势和潜力，同时分析量子计算目前面临的技术难题和未来发展方向。3、（本题5分）深入研究计算思维中的人工智能基础，如机器学习、深度学习等，解释其原理和方法，分析如何运用计算思维构建有效的人工智能模型，解决分类、预测、识别等问题，并通过实际的人工智能应用案例进行阐述。4、（本题5分）在移动应用开发中，计算思维对于优化应用性能和用户体验至关重要。详细论述如何运用计算思维的资源管理和节能策略，降低移动应用的能耗，提高响应速度，同时适应不同设备的硬件特性和网络环境，以一款流行的移动应用为例，分析其在计算思维方面的优化措施和效果。5、（本题5分）在数据压缩中的无损压缩和有损压缩技术中，根据需求选择合适的压缩方式是重要决策。请全面论述计算思维在无损压缩和有损压缩算法选择中的考虑因素，如数据特征、压缩比要求、恢复质量需求，并且分析如何在不同应用场景中权衡压缩效果和计算成本。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个城市的水资源管理系统