绍兴文理学院元培学院《数据可视化方法与实践》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《数据可视化方法与实践》2022-2023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、利用数字逻辑电路设计一个密码锁控制系统，通过输入正确的密码实现开锁，具有错误输入报警功能。2、设计一个数字温度计，采用热敏电阻传感器，能够测量0℃至100℃的温度范围，精度为0.1℃，说明硬件连接和信号处理。3、设计一个数字电压表，能够测量直流电压和交流电压，精度和量程满足一定要求，提供电路设计和误差分析。4、利用模拟电路技术，设计一个用于舞台灯光控制的调光器，能够实现灯光的平滑调节和多种灯光效果。5、在图的遍历算法中，深度优先搜索和广度优先搜索是两种常见的方法。以下关于这两种算法的描述，正确的是：（）A.深度优先搜索总是先访问距离起始节点最近的未访问节点B.广度优先搜索使用栈来保存待访问节点，深度优先搜索使用队列C.对于同一个图和起始节点，深度优先搜索和广度优先搜索得到的遍历结果一定不同D.深度优先搜索适合用于查找图中的连通分量，广度优先搜索适合用于求解最短路径问题6、假设在一个基因序列分析程序中，需要快速比较两个基因序列的相似性，并找出最长的公共子序列。为了实现这个功能，以下哪种数据结构和算法可以被应用？（）A.动态规划结合二维数组B.贪心算法结合链表C.回溯算法结合栈D.分治算法结合树7、设计一个模拟电子琴的电路，能够通过按键产生不同频率的声音，模拟钢琴的基本音阶。8、快速排序是一种高效的排序算法。关于快速排序的原理和性能，以下叙述错误的是（）A.快速排序通过选择一个基准元素，将待排序序列分为两部分B.快速排序在平均情况下的时间复杂度为O(nlogn)C.快速排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，但这种情况很少出现D.快速排序是一种稳定的排序算法9、设计一个基于SiC器件的高效功率转换器，输入电压为48V，输出电压为12V/10A，给出电路拓扑和性能优势。10、设计一个基于ADC和微控制器的气体浓度检测系统，能够检测多种常见气体（如CO、CO₂、CH₄等）的浓度。11、设计一个基于FPGA的高速数据存储系统，支持SATA或NVMe接口，给出硬件设计和性能测试。12、设计一个数字温度计液位计智能监测电路，能够自动监测温度和液位的变化，并给出预警提示。13、设计一个基于微波技术的无线充电系统，能够为移动设备进行高效、安全的无线充电。14、设计一个基于PLC的立体车库控制系统，实现车辆的存取、车位的分配和安全监控功能。15、对于一个经常需要在头部和尾部进行插入和删除操作的线性数据结构，假设我们正在设计一个程序来管理一个排队系统。以下哪种数据结构最为合适？（）A.栈B.队列C.双端队列D.循环队列二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述在具有n个元素的循环队列中，如何实现队列元素的删除操作，并保证队列的正常运行，给出具体的算法步骤和代码。2、（本题5分）详细描述哈夫曼树的构建过程，以及如何通过哈夫曼树进行编码和解码，解释其在数据压缩中的优势和应用场景。3、（本题5分）详细说明如何在一个有序数组中查找两个数之和等于给定值的所有组合。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线游戏的排行榜系统需要记录玩家的游戏得分、排名、游戏时长等信息。设计数据结构来实时更新排行榜，支持按得分、排名、游戏时长等条件进行排序和查询，能够处理玩家得分变化时的排名调整。2、（本题5分）一个在线购物车系统需要对用户添加的商品进行管理。商品信息包括商品ID、名称、价格、数量等。购物车以栈和队列的组合形式实现。请设计算法实现以下功能：（1）添加商品到购物车；（2）从购物车中删除指定商品；（3）按照价格从高到低输出购物车中的商品；（4）计算购物车中商品的总价。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）一个大型数据库系统需要对数据进行快速检索和排序。数据以红黑树的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）插入一条新的数据记录；（2）删除一条指定的数据记录；（3）按照某个字段对数据进行排序并输出；（4）查找某个范围内的数据记录。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）某电商平台的物流跟踪系统需要记录订单的发货信息、运输路径、当前位置和预计到达时间等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现物流信息的实时更新和查询，能够根据运输情况及时调整预计到达时间，并为用户提供准确的物流跟踪服务。5、（本题5分）一家物流公司的配送中心需要管理货物的配送信息，包括配送单号、货物信息、收件人信息、配送员信息、配送状态、预计送达时间等。设计合适的数据结构来存储配送数据，实现配送信息的快速查询、状态更新、人员调度，并统计按时送达率。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个优先队列，用于实