华北科技学院《数据可视化课程实训》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据可视化课程实训》2023-2024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、设计一个数字电压表校准电路，能够对数字电压表进行校准，提高测量精度。2、在排序算法中，冒泡排序是一种简单的排序方法。以下关于冒泡排序的说法，不正确的是：（）A.冒泡排序通过反复比较相邻元素并交换位置，将最大（或最小）元素逐步“浮”到数组的一端B.冒泡排序在最好情况下的时间复杂度为O(n)，在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)C.冒泡排序是一种稳定的排序算法，即相同元素的相对顺序在排序前后保持不变D.冒泡排序的空间复杂度较高，需要额外的大量存储空间3、设计一个基于传感器网络的农业环境监测系统，能够实时监测土壤湿度、光照强度、风速等参数，为农业生产提供数据支持。4、设计一个数字频率计，采用计数法和测周期法相结合，测量范围为1Hz至100MHz，给出系统方案和误差分析。5、运用集成电路工艺，设计一款用于手机的电源管理芯片，具备充电管理、电量监测和过压保护等功能。6、设计一个基于FPGA的UART通信模块，波特率可设置，数据位、停止位可配置，给出硬件实现和测试方案。7、设计一个基于音频DAC的音频播放系统，支持高保真音频输出，采样率不低于44.1kHz。8、采用模拟电子技术设计一个直流电机调速系统，能够通过改变输入电压实现电机转速的调节，并保证系统的稳定性。9、设计一个基于ZigBee技术的智能农业环境监测系统，能够实时监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数。10、随着技术的发展，新的数据结构不断涌现。以下关于新型数据结构的描述，不正确的是：（）A.新型数据结构通常是为了解决特定的问题或提高性能而提出的B.新型数据结构一定比传统数据结构更优秀，应完全取代传统数据结构C.了解新型数据结构有助于拓展思维和应对复杂的应用场景D.新型数据结构的应用需要根据具体需求进行评估和选择11、假设在一个实时交通监控系统中，需要不断地接收车辆的位置信息，并快速判断某一区域内车辆的拥堵情况。为了有效地存储和处理这些实时数据，以下哪种数据结构可以提供快速的查询和更新操作？（）A.红黑树B.线段树C.B树D.图12、设计一个带通有源滤波器电路，中心频率为1kHz，带宽为200Hz，通带增益为5倍，通带波纹小于0.8dB，阻带衰减不小于40dB，输入信号频率范围为0-2kHz。13、设计一个通信系统中的多输入多输出（MIMO）传输方案，分析系统容量和误码率性能。14、设计一个基于模拟积分器和比较器的电压-频率转换器（VFC），分析其性能特点。15、在一个大型的电商网站的商品管理系统中，需要快速地查找某个价格范围内的商品信息。假设商品的价格信息已经按照从小到大的顺序存储。以下哪种数据结构和搜索算法的组合最能高效地实现这个功能？（）A.二叉搜索树和中序遍历B.平衡二叉树和深度优先搜索C.有序数组和二分查找D.哈希表和随机查找二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）分析堆这种数据结构（大顶堆和小顶堆）的特点和操作，以及在优先队列中的应用。2、（本题5分）详细说明选择排序算法在元素基本有序时的性能表现。3、（本题5分）在图的遍历中，如何避免重复访问节点？请说明具体方法。4、（本题5分）详细说明在并查集的优化中，如何使用路径分裂或按秩合并进一步提高效率。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某电商直播平台需要记录主播的信息、直播时间、商品销售数据和观众互动情况。设计数据结构来支持平台的运营分析和主播管理。2、（本题5分）一个快递公司的包裹跟踪系统需要记录包裹的单号、运输路径、当前位置和预计送达时间。设计合适的数据结构来实现包裹状态的实时查询和跟踪。3、（本题5分）某城市的公共交通卡管理系统需要记录用户的卡信息和消费记录，卡信息包括卡号、用户姓名、余额等，消费记录包括卡号、消费时间、消费金额、消费地点。请设计数据结构来存储这些数据，实现卡的充值、消费查询、余额提醒，并统计不同地点的消费情况。4、（本题5分）某旅游网站需要管理大量的旅游线路信息，包括线路ID、线路名称、行程安排、景点介绍、价格、成团人数等。设计数据结构来存储这些旅游线路数据，能够快速查询特定线路、按照价格或行程天数分类、更新线路信息，并统计热门线路。5、（本题5分）某医院的病历管理系统需要存储患者的病历信息，包含患者编号、姓名、性别、年龄、病症、诊断结果、治疗方案等。系统要支持快速检索特定患者的病历、按照病症的严重程度对病历进行排序、添加新的病历、删除旧病历以及更新病历内容。请选择恰当的数据结构，并详细说明如何实现这些功能，包括算法思路和代码实现，以及性能评估。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）使用图的广度优先搜索算法，设计一个程序，找出网络中两个节