西安工业大学《计算思维与人工智能基础工》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一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、在一个密码学应用中，比如保护网络通信的安全，需要选择一种加密算法。以下哪种加密算法可能是最能提供高强度安全性的？（）A.简单的对称加密算法，如DESB.非对称加密算法，如RSA，其安全性基于数学难题，具有更高的安全性和灵活性，适用于密钥交换和数字签名等场景，能够为网络通信提供可靠的安全保障C.不使用加密算法，直接传输明文数据D.选择一种已经被破解的加密算法2、当设计一个智能交通系统，需要实时收集和分析车辆的位置、速度等信息，以优化交通流量和减少拥堵。以下哪种数据采集和处理方式是可行的？（）A.依靠人工观察和记录数据B.使用传感器和物联网技术自动采集数据C.从现有的交通数据库中随机抽取数据D.不进行数据采集，依靠经验和直觉进行决策3、在进行图像识别和计算机视觉的应用开发中，例如自动驾驶、安防监控、医疗影像诊断等，需要处理大量的图像数据，并提取有意义的特征和信息。在这个领域，以下哪种计算思维的技术和策略能够提高识别的准确性和可靠性？（）A.特征提取与选择B.深度学习模型应用C.图像预处理与增强D.以上都是4、对于一个需要进行数据挖掘和知识发现的项目，例如从大量销售数据中找出潜在的客户购买模式。以下哪种数据挖掘方法和技术是有效的？（）A.关联规则挖掘，发现数据项之间的关联关系B.聚类分析，将数据分组为相似的簇C.分类算法，对数据进行分类预测D.以上方法和技术的综合运用5、在计算思维的内存管理方面，以下关于动态内存分配和释放的描述，哪一个是恰当的？（）A.动态内存分配允许程序在运行时根据需要申请和释放内存空间。通过使用诸如malloc和free（在C语言中）或new和delete（在C++中）等函数，可以灵活地管理内存。然而，不正确的内存分配和释放操作可能导致内存泄漏（未释放不再使用的内存）和悬空指针（指向已释放内存的指针）等问题，影响程序的正确性和稳定性B.动态内存分配和释放是自动完成的，程序员不需要关心，编程语言会自动处理好一切C.动态内存分配总是比静态内存分配好，应该尽可能多地使用动态内存分配来提高程序的灵活性D.动态内存分配和释放的错误很难发现和调试，所以应该尽量避免使用动态内存6、在算法设计中，时间复杂度和空间复杂度是衡量算法性能的重要指标。对于一个需要处理大量数据的算法，通常更关注哪个复杂度？（）A.时间复杂度B.空间复杂度C.两者同等重要D.取决于具体应用场景7、在计算思维的指导下，评估一个算法的优劣需要综合考虑多个因素。以下哪个因素对于实时性要求高的系统来说最为关键（）A.算法的时间复杂度B.算法的空间复杂度C.算法的可读性D.算法的实现难度8、在计算中的移动计算技术方面，以下关于移动应用开发和移动设备安全的描述，不正确的是哪一项？（）A.移动应用开发需要考虑不同移动操作系统的特性、屏幕尺寸和性能限制B.移动设备安全包括设备加密、应用权限管理、网络通信安全等方面C.随着移动计算技术的发展，移动应用的性能和功能已经完全可以与桌面应用媲美，不再存在任何差距D.移动设备的普及带来了新的安全挑战，如恶意软件、数据泄露和隐私侵犯等9、关于计算思维中的容错与纠错机制，在确保系统可靠性和稳定性方面，以下哪一项说明是最详尽的？（）A.容错与纠错机制是为了应对计算过程中可能出现的错误和故障而设计的。通过冗余设计、错误检测、错误恢复和纠错编码等技术，系统能够在部分组件出现故障或数据错误的情况下，仍然保持正常运行或能够迅速恢复到正确状态，从而提高系统的可靠性和稳定性，保障服务的连续性B.容错与纠错机制会增加系统的开销和复杂性，因此在对可靠性要求不高的系统中可以忽略C.容错与纠错机制只要在系统设计阶段考虑就可以了，在运行过程中不需要进行动态调整和优化D.容错与纠错机制是一种被动的应对措施，不能从根本上解决系统的可靠性问题，因此其作用有限10、在处理一个涉及加密和解密的通信系统时，计算思维对于保障信息安全和效率至关重要。以下哪种方法更能体现计算思维？（）A.使用简单的对称加密算法，如DES，不考虑密钥管理B.采用非对称加密算法，如RSA，结合数字证书进行身份验证和密钥交换C.不进行加密，直接传输明文数据D.使用一种过时的加密算法，不考虑其安全性漏洞11、关于计算思维中的并行计算概念，以下对于其优势和挑战的解释，哪一种是准确的？（）A.并行计算没有什么优势，反而带来很多技术难题，不值得推广B.并行计算通过同时使用多个计算资源（如多核处理器、计算机集群等）来执行计算任务，能够显著提高计算速度，缩短处理大规模数据和复杂问题的时间。然而，并行计算也面临着任务分配、数据同步、通信开销、线程安全等挑战，需要精心设计算法和架构，以充分发挥其优势并克服潜在的问题C.并行计算只适用于超级计算机和大型科研项目，对普通的计算任务没有帮助D.并行计算技术已经非常成熟，不需要考虑任何挑战和限制，可以随意使用12、在设计一个数据库系统来存储和管理大量的学生成绩数据，包括课程、学期、成绩等信息，计算思维在优化数据结构和查询效率方面起着重要作用。以下哪种设计方案更能体现计算思维？（）A.使用简单的表格结构存储所有数据，不考虑索引和关系B.建立规范化的数据库结构，通过主键、外键和索引来提高数据的一致性和查询效率C.将所有数据存储在一个大文件中，通过顺序搜索查找数据D.不考虑数据的存储和管理，只关注数据的输入和输出13、当考虑计算思维中的图论（GraphTheory）应用时，以下哪种说法是不正确的？（）A.图论用于研究点和边组成的结构及其性质和关系B.它在网络路由、社交网络分析、交通规划等领域有广泛的应用C.图的遍历算法、最短路径算法、最小生成树算法等是图论中的重要算法D.图论只适用于理论研究，在实际问题中难以直接应用14、在计算思维中，对于一个优化算法的过程，以下哪个步骤通常不是首先进行的（）A.分析算法的时间和空间复杂度B.尝试不同的算法实现C.确定优化的目标和约束条件D.对算法进行代码优化15、在开发一个能够处理海量数据的分布式存储系统时，计算思维在数据分布和容错方面起着关键作用。以下哪种方法更能体现计算思维？（）A.将数据随机分布在各个节点上，不考虑数据的关联性和访问频率B.根据数据的特征和访问模式，采用合适的分区策略和副本机制，确保数据的可靠性和高效访问C.不使用分布式存储，将所有数据存储在一个节点上D.不考虑容错，一旦节点故障数据就丢失二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）计算思维在语言学研究中，如语言模型构建、文本分类和情感分析等方面有重要应用。请举例说明计算思维如何助力语言学研究，并讨论其对语言理解和生成的影响。2、（本题5分）详细说明计算思维中的金融科技中的量化交易和风险建模，论述利用数学模型和算法进行金融交易决策和风险控制的方法。3、（本题5分）阐述计算思维中的“音频处理中的计算思维”，解释在音频录制、编辑、编码和解码等操作中如何体现计算思维，以及其应用场景。4、（本题5分）解释计算思维中的在线教育中的自适应学习和教学评估，分析根据学生行为数据进行个性化教学和学习效果评估的方法。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）计算思维在教育领域的应用有助于培养学生的创新能力和问题解决能力。请论述如何将计算思维融入到教学过程中，如课程设计、教学方法和评价体系等。分析计算思维对学生思维发展和未来职业的影响，探讨在不同学科教育中培养计算思维的策略和实践经验。2、（本题5分）深入论述计算思维在环境监测与保护中的应用。研究如何利用传感器收集环境数据，运用数据分析和模型预测环境变化趋势，以及制定相应的保护措施。3、（本题5分）计算思维在数值计算和科学计算中具有广泛的应用。论述如何运用计算思维的数值分析方法（如插值、拟合、求解微分方程），解决物理、化学、工程等领域的数学问题，提高计算精度和效率，举例说明科学计算中计算思维的重要应用和技术挑战。4、（本题5分）深入论述计算思维在金融风险评估与预测中的重要性。研究如何利用数据分析和建模技术来评估金融风险，以及如何通过计算思维来制定有效的风险应对策略。5、（本题5分）随着人工智能的迅速发展，机器学习算法在众多领域得到广泛应用。请详细论述计算思维在设计和优化机器学习算法中的作用，例如特征工程、模型选择与评估，以及如何运用计算思维解决过拟合和欠拟合等常见问题。四、分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）考虑一个智能健身应用，能够监测用户的运动数据、制定个性化的健身计划和提供实时的运动指导。请深入分析如何运用计算思维来提