江南大学《计算理论导引》2021-2022学年第一学期期末试卷

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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20个小题，每小题1分，共20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、在计算中的分治法，以下对于其基本思想、典型应用（如归并排序和快速傅里叶变换）和优点的描述，哪一种是正确的？（）A.分治法将一个复杂问题分解为若干个规模较小、相互独立且与原问题相同类型的子问题，分别求解子问题，然后将子问题的解合并得到原问题的解。归并排序和快速傅里叶变换是分治法的典型应用。分治法的优点包括降低问题的复杂性、提高算法的效率和可并行性B.分治法只适用于一些特定的数学问题，对于实际的应用问题很少使用C.分治法的实现非常复杂，需要很高的编程技巧，不适合初学者使用D.分治法的效率总是低于直接求解问题的方法，因此不应该使用分治法2、在计算思维的图形图像处理技术中，关于如何实现图像的生成、编辑和分析，以下哪一项说明是最详尽的？（）A.图形图像处理涉及对图像的获取、数字化、编码、存储、增强、压缩、分割、识别等操作。通过使用数学算法和计算机程序，可以实现图像的几何变换、颜色调整、滤波去噪、特征提取等功能。在医疗、娱乐、安防等领域有着广泛的应用B.图形图像处理技术只需要掌握一些基本的图像处理软件的操作即可，不需要深入了解其背后的数学原理和算法C.图形图像处理技术主要依赖于高性能的图形硬件，软件算法的作用相对较小D.图形图像处理技术的发展已经达到了瓶颈，很难再有新的突破和应用3、在计算机图形处理中，抗锯齿技术用于提高图像的质量。以下哪种抗锯齿方法效果较好但计算成本较高？（）A.超级采样抗锯齿B.多重采样抗锯齿C.形态学抗锯齿D.以上都不对4、关于计算思维中的回溯法（Backtracking），以下说法不准确的是：（）A.回溯法通过尝试不同的选择，如果当前选择导致无解则回溯并尝试其他选择B.它常用于解决组合优化、搜索等问题，如八皇后问题、背包问题等C.回溯法需要设计合理的剪枝策略来减少不必要的搜索，提高效率D.回溯法总是能够找到问题的所有解，不会遗漏任何可能的情况5、在设计一个高效的排序算法来对大量数据进行排序时，计算思维要求我们考虑算法的时间复杂度和空间复杂度。以下哪种排序算法在大多数情况下更能体现计算思维的优势？（）A.冒泡排序，简单但效率较低B.快速排序，平均情况下性能较好C.插入排序，适用于小规模数据D.选择排序，每次选择最小元素进行排序6、在设计一个能够自动优化代码性能的工具时，计算思维可以指导我们选择合适的优化策略。以下哪种策略更符合计算思维？（）A.对代码进行随机修改，然后测试性能B.分析代码的控制流和数据流，找出潜在的优化点，如消除冗余计算和内存访问C.不进行任何优化，认为编译器已经做了足够的优化D.只优化代码的一部分，忽略其他部分7、计算思维中的问题抽象是一种重要的思维方法。以下关于问题抽象的描述中，错误的是？（）A.问题抽象是将一个具体的问题转化为一个抽象的数学模型或计算模型的过程B.问题抽象可以帮助我们更好地理解问题的本质和关键特征，提高问题解决的效率C.问题抽象可以使用多种方法，如数学建模、逻辑推理、图形表示等D.问题抽象只适用于计算机科学领域的问题，在其他领域的问题中没有实际价值8、数据在计算思维中的处理方式有很多种。以下关于数据处理方式的描述中，错误的是？（）A.数据可以进行排序、搜索、过滤、聚合等操作，以提取有用的信息B.数据处理可以使用不同的算法和数据结构，如排序算法、搜索算法、哈希表等C.数据处理需要考虑数据的规模、类型、分布等因素，以选择合适的数据处理方法D.数据处理只与计算机科学相关，在其他领域中没有应用9、在密码学中，对称加密和非对称加密都用于保障数据的安全。以下哪种情况更适合使用对称加密？（）A.大量数据的加密传输B.数字签名C.密钥交换D.以上都不是10、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11、数据结构是计算机科学中用于组织和存储数据的方式。以下关于数据结构的描述中，错误的是？（）A.数据结构包括线性结构、树形结构、图形结构等多种类型，每种类型都有其特定的应用场景B.数据结构的选择会影响算法的效率和实现难度，因此在设计算法时需要根据问题的特点选择合适的数据结构C.数据结构可以用编程语言中的数据类型和数据结构库来实现，也可以自己定义新的数据结构D.数据结构只与计算机科学相关，在其他领域中没有应用12、在进行基因编辑的研究中，需要对大量的基因序列进行分析和操作，以实现特定的基因修饰和治疗效果。在这个高度复杂和精密的领域，以下哪种计算思维的手段能够助力研究的深入开展？（）A.基因序列比对与分析B.编辑算法设计C.效果预测与评估D.以上都是13、关于计算中的网络通信原理，以下关于TCP/IP协议簇和OSI参考模型的描述，不正确的是哪一项？（）A.TCP/IP协议簇是互联网中广泛使用的通信协议体系，包括网络层的IP协议、传输层的TCP和UDP协议等B.OSI参考模型将网络通信分为七层，从物理层到应用层，为网络协议的设计和开发提供了理论框架C.TCP/IP协议簇和OSI参考模型在层次划分和功能定义上有一定的相似性，但也存在差异D.OSI参考模型由于其复杂性和不实用性，已经被TCP/IP协议簇完全取代，在现代网络中不再有任何应用14、在计算思维的错误处理（ErrorHandling）方面，以下描述不正确的是：（）A.错误处理是在程序运行过程中检测和处理可能出现的错误情况B.良好的错误处理机制可以提高程序的稳定性和可靠性C.错误处理只需要在程序的关键部分进行，其他地方可以忽略D.错误处理应该包括错误检测、错误报告和错误恢复等环节15、在计算中的编译原理中，以下关于词法分析和语法分析的描述，不正确的是哪一项？（）A.词法分析将输入的源程序分解为单词符号，如标识符、关键字、运算符等B.语法分析则根据语法规则检查单词符号的组合是否符合编程语言的语法结构C.词法分析和语法分析是编译过程中的两个独立阶段，彼此之间没有任何关联D.高效的词法分析和语法分析算法对于提高编译系统的性能和准确性至关重要16、对于计算思维中的数据结构选择，在满足不同应用需求和提高算法效率方面，以下哪一个观点是最合理的？（）A.数据结构的选择取决于问题的性质、数据的特点和操作的频繁程度。例如，对于频繁插入和删除操作的应用，链表可能更合适；对于快速查找和排序需求，二叉搜索树或哈希表可能是更好的选择。合理选择数据结构可以显著提高算法的效率和性能B.数据结构的选择并不重要，任何一种数据结构都可以用于解决各种问题，只需要在编程时灵活运用即可C.数据结构越复杂，其性能就越好，因此在实际应用中应尽量选择复杂的数据结构D.数据结构的学习和理解难度较大，为了降低编程的复杂性，应该尽量选择简单的数据结构，即使效率稍低也可以接受17、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18、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19、计算思维中的算法设计需要考虑多种因素。以下关于算法设计考虑因素的描述中，错误的是？（）A.算法设计需要考虑问题的规模和复杂性，选择合适的算法和数据结构B.算法设计需要考虑算法的时间复杂度和空间复杂度，以提高算法的效率C.算法设计需要考虑算法的可读性和可维护性，以便其他人能够理解和修改算法D.算法设计只需要考虑算法的正确性，其他因素可以忽略不计20、对于计算中的数据结构，以下关于其作用和应用场景的描述，不正确的是哪一项？（）A.数据结构用于组织和存储数据，以便于数据的访问、操作和管理，常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树和图等B.数组适合于随机访问元素，但插入和删除操作可能效率较低；链表则在插入和删除操作上表现较好，但随机访问相对困难C.栈遵循后进先出原则，常用于函数调用、表达式求值等；队列遵循先进先出原则，适用于任务调度、消息传递等场景D.无论处理何种数据和问题，选择一种数据结构就足够了，不需要根据具体情况进行灵活选择和组合使用不同的数据结构二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述计算思维中的数据挖掘概念，论述数据预处理、挖掘算法和结果评估的主要步骤和方法。2、（本题5分）解释计算思维中的“递归”概念，说明递归算法的适用场景和设计要点，并通过一个具体的问题展示递归算法的求解过程。3、（本题5分）解释计算思维中的计算医学中的医学图像分析和疾病诊断，分析在医学领域的应用。4、（本题5分）计算思维在历史学研究中，如历史数据的分析、历史事件的模拟等方面可以提供新的研究途径。请举例说明计算思维在历史学中的应用，并讨论其对历史学研究方法的拓展和创新。5、（本题5分）阐述计算思维中的“移动应用开发中的计算思维”，说明在界面设计、功能实现、性能优化等方面如何运用计算思维满足用户需求。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个在线游戏的匹配系统中，需要根据玩家的技能水平、游戏模式等因素进行匹配。分析如何运用计算思维提高匹配的公平性和效率。2、（本题5分）假设要构建一个智能农业温室环境控制系统，能够自动调节温度、湿度和光照。请全面分析此系统中所涉及的计算思维和传感器融合技术。3、（本题5分）某在线旅游预订平台的酒店评价系统存在虚假评价和评价可信度低的问题。请从计算思维的角度思考如何通过数据清洗、文本分析和用户信用评估来提高评价的真实性和可靠性。4、（本题5分）一个城市的水资源管理系统需要实现智能化的监测和调控，以提高水资源的利用效率和保障供水安全。请运用计算思维，分析如何采集和处理水资源相关数据，建立有效的调控模型和算法。5、（本题5分）对于一个在线招聘系统，需要根据求职者的简历和企业的招聘需求进行精准匹配。请具体分析实现这一匹配功能所运用的计算思维和算法。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在物流配送优化问题中，计算思维能够显著提高配送效率和降低成本。论述如何运用计算思维的启发式算法和遗传算法，解决多仓库、多车辆的配送路径规划