吉林体育学院《数据可视化分析》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据可视化分析》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、运用集成电路工艺，设计一款用于无人机的飞行控制芯片，具备稳定的姿态控制和导航功能。2、在哈希表的性能优化中，处理哈希冲突是关键。以下关于哈希冲突处理方法的比较，错误的是（）A.开放地址法在装填因子较小时性能较好B.链地址法在处理冲突时不需要探查空闲位置C.开放地址法的空间利用率通常高于链地址法D.链地址法在删除元素时比开放地址法更复杂3、设计一个基于Arduino的智能灌溉系统，能够根据土壤湿度自动控制灌溉设备的开启和关闭，实现精准灌溉。4、设计一个简单的图像采集系统，使用摄像头采集图像数据，并通过接口传输到计算机进行处理和显示，包括硬件接口设计和驱动程序编写。5、假设正在开发一个股票交易系统，需要实时记录每只股票的价格变化，并能够快速地找出价格涨幅最大和跌幅最大的股票。同时，要支持对股票价格的历史数据进行分析。以下哪种数据结构和算法的搭配最适合这个系统？（）A.最大堆和最小堆，分别存储涨幅和跌幅最大的股票信息B.红黑树和中序遍历，获取股票价格的排序C.跳表和插入排序，更新股票价格数据D.线段树和归并排序，分析股票价格历史数据6、在一个长度为n的顺序表中，删除第i个元素（1<=i<=n），需要移动的元素个数为（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-17、设计一个音频滤波器参数优化电路，能够根据输入音频信号的特点自动优化滤波器的参数，提高音频质量。8、设计一个基于单片机的步进电机控制系统，能够实现正反转、调速和定位控制功能。9、假设正在开发一个操作系统的内存管理模块，需要有效地分配和回收内存空间，并且能够快速查找空闲的内存块。以下哪种数据结构可能是最合适的选择？（）A.二叉搜索树，存储内存块的信息B.链表，记录内存块的使用情况C.哈希表，快速定位空闲内存块D.数组，直接分配和管理内存10、设计一个电子秤电路，能够测量物体的重量，测量范围为0kg到10kg，精度为±0.01kg。11、设计一个音频均衡器，能够对不同频段的音频信号进行增益调节，给出系统方案和滤波器设计。12、设计一个基于数字电位器的灯光亮度调节系统，能够实现灯光亮度的平滑调节和记忆功能。13、设计一个音频混音器，能够处理8路音频输入，实现音量、平衡和效果调节，给出系统方案和电路实现。14、设计一个用于工业传感器的信号调理电路，将传感器输出的小信号转换为标准电压或电流信号，给出电路设计和精度分析。15、设计一个基于数字滤波器和单片机的电机噪声抑制系统，降低电机运行时的噪声。16、设计一个基于FPGA的高速并行数据处理系统，能够快速处理大量的数据，阐述硬件架构和并行处理算法。17、利用数字电路技术，设计一个图书馆自助借还书系统，实现图书的自动借阅、归还和管理。18、在排序算法中，冒泡排序是一种简单的排序方法。假设一个数组的初始状态接近有序，以下关于冒泡排序的性能，哪个描述是准确的（）A.时间复杂度仍然是O(n^2)，效率低下B.时间复杂度接近O(n)，性能较好C.会自动转换为更高效的排序算法D.无法确定其性能19、设计一个光通信中的掺铒光纤放大器（EDFA）驱动电路，实现对EDFA的稳定驱动和增益控制。20、并查集是一种用于处理集合合并和查询的数据结构。对于并查集的操作，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以快速判断两个元素是否属于同一个集合B.合并两个集合的操作时间复杂度为O(n)，其中n是集合中的元素数量C.通过路径压缩和按秩合并等优化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解决图的连通性问题和动态集合管理问题21、设计一个基于蓝牙模块的智能血糖仪，能够测量血糖值，并将数据传输到手机APP进行记录和分析。22、设计一个基于单片机的智能血压计，能够准确测量血压，并具有数据存储和分析功能。23、运用集成电路工艺，设计一款用于航空航天的抗辐射数字集成电路，确保在恶劣环境下正常工作。24、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。25、设计一个4G通信模块的接口电路，能够实现与微处理器的通信，详细说明硬件连接和通信协议。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）深入解释在字符串匹配的KMP算法中，如何计算next数组，以及它在提高匹配效率中的作用。2、（本题5分）解释图的最短路径问题，包括常见的算法（如Dijkstra算法、Floyd算法）及其应用场景。3、（本题5分）论述在拓扑排序的扩展应用中，如何解决课程安排或项目依赖等问题。4、（本题5分）详细阐述在最短路径问题中，如何处理负权边，以及相关算法的调整和适用情况。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，使用堆排序算法对给定的数组进行排序，输出排序后的数组。2、（本题5分）设计一个程序，使用贪心算法解决最优装载问题，输出装载方案。3、（本题5分）使用图数据结构设计一个校园活动场地预约系统，避免场地使用冲突。4、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个在线游戏的玩家好友关系管理系统，支持好友添加、删除和聊天功能。5、（本题5分）设计一个程序，计算给定有向图中每个顶点的可达顶点集合，输出集合。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线考试系统需要管理考试信息，包括考试编号、考试名称、考试时间、考生名单等。系统要能够快速查找特定考试、按照考试时间对考试进行排序、新增考试、删除考试以及添加和删除考生。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。2、（本题10分）一个电商网站的商品评论管理系统需要存储商品评论信息，包括评论编号、商品编号、评论内容、评论者、评论时间等。系统要实现快速查找特定商品的评论、按照评论时间对评论进行排序、新增评论、删除不良评论。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性