浙大城市学院《数据可视化》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数据可视化》2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、哈希表的装填因子越大，发生冲突的可能性就越大。假设一个哈希表的容量为10，当前存储了8个元素，装填因子是多少？（）A.0.8B.0.2C.8D.22、选择排序也是一种基本的排序算法。以下关于选择排序的描述，错误的是（）A.每一轮从待排序序列中选择最小的元素，放到已排序序列的末尾B.选择排序的时间复杂度为O(n²)，但在某些情况下比冒泡排序性能好C.选择排序是一种不稳定的排序算法D.选择排序不需要额外的存储空间，空间复杂度为O(1)3、在使用链表实现栈的操作时，假设需要弹出栈顶元素。以下关于链表栈的操作，哪个是正确的（）A.直接删除链表的头节点B.从链表的尾部删除节点C.遍历链表找到栈顶节点并删除D.以上操作都不正确4、在数据结构的应用中，文件操作也是一个重要方面。以下关于数据结构与文件操作的描述，不正确的是：（）A.可以将数据结构中的数据存储到文件中，以便长期保存和后续使用B.在从文件中读取数据并构建数据结构时，需要考虑数据的格式和转换C.对于大型文件，可以采用分块读取和处理的方式，避免一次性将全部数据读入内存D.文件操作与数据结构的选择和使用无关，只需要关注文件的读写方法和权限5、设计一个音频混音器，能够将多个音频输入信号进行混合，并调节各通道的音量，给出电路设计和混音算法。6、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时监测环境温度，并通过控制加热或制冷设备将温度稳定在设定范围内，要求精度为±1℃，并给出硬件电路设计和软件编程思路。7、设计一个基于蓝牙4.0技术的智能血压计，能够实时监测血压变化，并提供健康建议。8、使用集成电路设计一个电压比较器阵列，能够同时比较多个输入电压，并输出比较结果。9、在数据结构的应用中，栈和队列常用于表达式求值。假设我们要计算一个算术表达式的值。以下关于表达式求值的描述，哪一项是不准确的？（）A.中缀表达式转换为后缀表达式后，使用栈可以方便地进行求值计算B.后缀表达式求值时，遇到操作数入栈，遇到操作符则对栈顶元素进行相应运算C.栈在表达式求值中主要用于保存操作数和中间结果D.无论表达式的复杂程度如何，使用栈和队列进行求值的效率都是相同的10、设计一个基于射频识别（RFID）技术的仓库管理系统，能够实现货物的自动识别、入库和出库管理。11、利用数字逻辑电路设计一个数字频率计，能够测量输入信号的频率，给出测量精度和范围。12、在处理大规模数据时，数据结构的性能尤为重要。以下关于数据结构性能优化的描述，不准确的是：（）A.合理选择数据结构和算法可以显著提高程序的性能，例如在频繁插入和删除的场景中使用链表而不是数组B.调整数据结构的存储方式，如使用压缩存储可以减少存储空间，但可能会增加操作的时间复杂度C.利用缓存机制可以提高数据访问的速度，但需要考虑缓存的命中率和替换策略D.数据结构的性能优化只需要关注时间复杂度，空间复杂度可以忽略不计13、设计一个基于无线射频识别（RFID）的仓库管理系统，实现对货物的自动识别、入库、出库和库存管理。14、设计一个基于DSP的数字图像处理系统，能够实现图像边缘检测、特征提取和目标识别等功能，提供算法流程和代码实现。15、假设要对一个包含1000个元素的数组进行排序，以下哪种排序算法在平均情况下性能较好？（）A.冒泡排序B.选择排序C.插入排序D.快速排序16、想象一个网络数据包的缓存系统，数据包按照到达的先后顺序存储，并且当缓存满时需要删除最早到达的数据包。以下哪种数据结构适合实现这个缓存？（）A.循环队列，能够实现先进先出，并且容易判断满和空的状态B.栈，后进先出，不符合数据包的处理顺序C.优先队列，根据优先级处理，不适合按到达顺序处理D.图，用于表示复杂的关系，不适合简单的数据包缓存17、设计一个红外线测距电路，能够测量物体与传感器之间的距离，测量范围为10cm到100cm，精度为±1cm。18、设计一个基于ZigBee技术的智能工厂环境监测系统，实时监测温度、湿度、粉尘浓度等环境参数。19、链表是一种常见的链式存储结构，相比顺序存储，链表在插入和删除操作上具有优势。在单向链表中，每个节点包含数据域和指针域。如果要在链表的中间位置插入一个新节点，需要找到插入位置的前一个节点。以下关于在单向链表中查找插入位置前一个节点的描述，正确的是：（）A.时间复杂度为O(1)B.时间复杂度为O(logn)C.时间复杂度为O(n)D.时间复杂度与链表长度无关20、设计一个音频放大器失真补偿电路，能够对放大器的失真进行补偿，提高音频质量。21、设计一个基于锁相环的频率合成器电路，输出频率范围为100kHz-1GHz，频率分辨率不大于1kHz，相位噪声小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。22、设计一个数字温度计液位计数据传输电路，能够将温度计液位计的测量数据传输到远程监控中心进行实时监测。23、根据通信原理，设计一个卫星通信车载终端的收发系统，能够在移动中保持稳定的通信连接。24、想象一个需要对大量文本进行词频统计的任务，以下哪种数据结构可以高效地存储和查询词频信息？（）A.二叉树，构建和查询效率一般B.哈希表，能够快速插入和查找词频C.链表，插入和查找操作效率低D.数组，不便于动态添加和查找不同的词25、设计一个基于单片机的智能电表系统，能够准确测量电能消耗，并具有数据存储、远程通信等功能。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细解释什么是平衡二叉树，以及如何通过旋转操作来保持平衡二叉树的平衡性质，给出常见的旋转类型和示例。2、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如表达式求值、函数调用等，并说明其原理。3、（本题5分）解释数据结构中队列的概念、特点以及常见的操作，举例说明队列在计算机科学中的应用场景。4、（本题5分）解释如何使用拓扑排序判断一个有向无环图是否存在多个拓扑序列，分析其思路和时间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，利用栈实现中缀表达式到后缀表达式的转换，并计算结果。2、（本题5分）给定一组任务和它们的截止时间，设计算法使用贪心策略安排任务，使完成的任务数量最多。3、（本题5分）设计一个基于AVL树的存储结构来存储用户信息，实现用户信息的插入、删除和按用户名查询操作。4、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个医院的患者病历信息（患者编号、姓名、病症、诊断结果等），并支持按照病症进行分类查询和统计。5、（本题5分）设计一个程序，使用堆结构实现一个优先队列，支持按照自定义的优先级规则进行元素插入和删除。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某酒店的客房预订系统需要管理客房信息，包含客房编号、房型、价格、入住状态、预订客人姓名等。系统要支持快速查找特定客房、按照价格对客房进行排序、新增客房预订、取消预订以及修改客房的入住状态。请设计合理的数据结构和算法，并提供完整的代码实现和性能分析。2