辽宁装备制造职业技术学院《计算方法与MATLAB应用》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024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一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、在面向对象程序设计中，以下哪个概念用于描述类的实例化过程？（）A.继承是指一个类从另一个类中继承属性和方法的过程，与类的实例化无关B.封装是将数据和操作数据的方法封装在一个类中的过程，也不是描述类的实例化过程C.多态是指同一个行为具有多个不同表现形式或形态，同样与类的实例化没有直接关系D.对象创建（ObjectCreation）是描述类的实例化过程。在面向对象编程中，通过使用类的构造函数可以创建类的实例，即对象。对象创建过程涉及为对象分配内存空间，并初始化对象的属性和方法2、在面向对象程序设计中，以下哪个概念描述了一个类对另一个类的依赖关系？（）A.继承（Inheritance）是一种类与类之间的关系，其中一个类（子类）继承了另一个类（父类）的属性和方法。继承关系体现了代码的复用和扩展B.封装（Encapsulation）是将数据和操作数据的方法封装在一个类中，通过访问修饰符来控制对数据的访问。封装可以提高代码的安全性和可维护性C.多态（Polymorphism）是指同一个行为具有多个不同表现形式或形态。在面向对象编程中，多态可以通过方法重写和方法重载来实现D.依赖（Dependency）描述了一个类对另一个类的依赖关系。例如，一个类可能需要另一个类的对象来完成某些操作，这种情况下就存在依赖关系3、设想正在开发一个医疗信息管理系统，涵盖患者病历、诊断结果、治疗方案以及医疗影像等数据的管理和共享。系统需要符合医疗行业的法规和安全标准，同时支持不同医疗机构之间的数据交换。以下哪种技术方案是最合适的？（）A.基于.NET的WCF框架开发服务，使用SQLServer数据库，采用HL7标准进行数据交换，通过数字证书确保数据安全B.采用Java的JAX-WS框架构建Web服务，搭配Oracle数据库，运用DICOM标准处理医疗影像，利用VPN保障网络通信安全C.运用Python的Django框架，结合PostgreSQL数据库，遵循FHIR标准实现数据共享，借助加密技术保护患者隐私D.选择Node.js的Express框架，使用MongoDB数据库，按照IHE规范进行系统集成，使用区块链技术存储关键医疗数据4、在Java中，以下哪个关键字用于修饰类的成员变量，使其在不同对象之间共享？（）A.staticB.finalC.abstractD.private5、假设正在开发一个在线购物网站的订单处理系统，需要对订单进行各种操作，如添加、删除、查询和修改。为了确保系统在处理大量订单时的性能和数据一致性，以下哪种数据库操作方式是较为理想的选择？（）A.直接对数据库进行频繁的读写操作，不使用缓存机制B.先将操作记录在内存缓存中，定期批量同步到数据库C.借助分布式数据库，将订单数据分散存储在多个节点D.使用数据库的存储过程来处理所有订单相关的操作6、以下关于程序设计中的递归算法说法错误的是？（）A.递归算法是一种通过调用自身来解决问题的算法。递归算法通常具有简洁的代码结构，但在某些情况下可能会导致栈溢出等问题B.在使用递归算法时，需要确保递归有终止条件，否则会陷入无限递归C.递归算法适用于一些可以分解为相同子问题的问题，如阶乘计算、斐波那契数列等D.递归算法总是比非递归算法效率高。实际上，在很多情况下，非递归算法可能比递归算法更高效，因为递归算法可能会占用较多的栈空间，并且在某些情况下可能会导致重复计算7、在设计一个数据库备份和恢复策略时，需要考虑数据的重要性、恢复时间目标（RTO）和恢复点目标（RPO）。以下哪种备份方式和恢复方法能够满足严格的RTO和RPO要求？（）A.全量备份结合增量备份，使用恢复管理工具进行恢复B.持续数据保护（CDP）技术，实现快速恢复C.异地容灾备份，通过数据同步实现恢复D.以上备份和恢复方式都可以根据具体需求选择8、假设要开发一个用于管理图书馆书籍借阅信息的系统，需要实现书籍的借阅、归还、续借以及逾期提醒等功能。在设计程序时，考虑到可能有大量的并发操作和数据存储需求。以下哪种编程语言和数据库组合最适合这个项目？（）A.使用Python编程语言结合MySQL数据库，利用其丰富的库和成熟的关系型数据库管理能力B.采用Java编程语言搭配MongoDB数据库，发挥Java的稳定性和MongoDB的灵活性处理非结构化数据C.运用C++编程语言并结合SQLite数据库，以获得高效的性能和轻量级的数据库存储D.选择JavaScript编程语言配合PostgreSQL数据库，借助JavaScript在前端和后端的通用性以及PostgreSQL的强大功能9、在设计一个用于实时监控工业生产线上设备状态的系统时，需要快速采集和处理大量的传感器数据，及时发出警报并进行数据分析以预测设备故障。以下哪种技术和工具的组合能够最好地满足这些需求？（）A.使用C语言编写底层数据采集程序，结合实时数据库如InfluxDB存储数据，利用机器学习算法在Python中进行故障预测，通过WebSockets实时推送警报信息B.采用Java的NIO框架进行高效的数据采集，将数据存储在Redis缓存中，运用Spark进行数据分析和故障预测，使用短信服务发送警报C.运用Go语言的并发特性采集数据，使用PostgreSQL数据库存储历史数据，借助MATLAB进行故障分析和预测，通过电子邮件发送警报D.选择JavaScript的Node.js框架进行数据采集和处理，结合MySQL数据库，利用TensorFlow进行故障预测，使用即时通讯工具推送警报10、在使用Go语言开发一个网络爬虫程序时，需要从多个网站抓取数据、解析页面内容、提取关键信息并存储到数据库中。同时，要处理反爬虫机制、异常情况和并发请求。以下哪种策略和技术的运用是比较恰当的？（）A.使用同步的方式依次抓取每个网站，逐个处理页面B.运用并发协程（Goroutine）同时抓取多个网站，通过通道（Channel）协调数据处理C.借助第三方爬虫框架，按照其默认配置进行抓取D.只抓取少量网站，避免遇到复杂的反爬虫机制和异常情况11、在开发一个基于区块链的供应链管理系统时，需要确保交易的不可篡改、可追溯和数据的安全性。区块链的选型、智能合约的设计以及与传统系统的集成都是关键问题。以下哪种方案能够最好地满足这些需求？（）A.选择公有链，如以太坊，编写简单的智能合约，直接替代现有的供应链系统B.采用私有链，定制智能合约，与现有供应链系统进行部分数据交互C.运用联盟链，结合复杂的智能合约，对现有系统进行全面改造和集成D.放弃区块链技术，使用传统数据库和加密算法来保障数据安全和可追溯性12、在开发一个金融交易系统时，需要确保交易数据的安全性和完整性。每笔交易都包含交易金额、交易时间、交易双方信息等敏感数据。为了防止数据被篡改和窃取，需要采取一系列的安全措施。以下哪种方案能够提供最全面的安全保障？（）A.对交易数据进行简单加密存储，使用基本的防火墙进行网络防护B.采用高级加密标准（AES）对数据加密，实施严格的访问控制和网络监控C.运用哈希函数对数据进行处理，不进行加密，依靠物理隔离保障安全D.仅在传输过程中对数据加密，存储时以明文形式，加强用户认证13、在Java中，要实现一个观察者模式，用于在对象状态发生变化时通知多个观察者。以下关于观察者模式的实现和特点，哪一项是不准确的？（）A.定义主题接口和观察者接口，主题负责维护观察者列表并通知观察者B.观察者实现观察者接口，注册到主题中，并在收到通知时进行相应的处理C.观察者模式可以实现松耦合，主题和观察者之间的依赖关系较小D.观察者模式只适用于简单的场景，对于复杂的系统架构不太适用14、考虑开发一个虚拟现实（VR）游戏，需要实现逼真的场景渲染、物理模拟和用户交互。在图形引擎的选择、物理引擎的集成和交互设备的支持方面，以下哪种技术组合是最为合适的？（）A.使用开源的图形引擎，如OGRE，简单的物理模拟库，支持常见的VR设备B.借助商业图形引擎，如UnrealEngine，先进的物理引擎，定制化支持特定VR设备C.自主开发图形和物理引擎，适配多种通用的VR交互设备D.选择轻量级的图形框架，忽略物理模拟，仅支持基本的VR手柄操作15、在Python中，要使用装饰器来增强一个函数的功能，例如添加日志记录或性能测量。以下关于装饰器的实现和应用，哪一项是错误的？（）A.定义一个装饰器函数，它接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数B.在被装饰的函数前使用@符号加上装饰器函数的名称来应用装饰器C.装饰器可以嵌套使用，多个装饰器可以依次对函数进行增强D.装饰器会改变被装饰函数的名称和签名，可能导致一些调用上的问题16、以下关于程序设计中的面向对象编程原则说法错误的是？（）A.单一职责原则（SingleResponsibilityPrinciple）要求一个类应该只有一个引起它变化的原因。也就是说，一个类应该只负责一项职责，这样可以提高代码的可维护性和可扩展性B.开放封闭原则（Open-ClosedPrinciple）要求软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改封闭。也就是说，在不修改现有代码的情况下，可以通过扩展来实现新的功能C.里氏替换原则（LiskovSubstitutionPrinciple）要求子类必须能够替换它们的父类。也就是说，子类应该能够在任何使用父类的地方被使用，而不会产生错误D.面向对象编程原则只适用于大型项目，对于小型项目，不需要遵循这些原则。实际上，无论项目大小，遵循面向对象编程原则可以提高代码的质量和可维护性17、设想正在开发一个物联网设备管理平台，需要支持设备的接入、数据采集、远程控制以及数据分析等功能。平台要能够处理大量不同类型的物联网设备。以下哪种技术架构和工具是最合适的？（）A.基于Python的Django框架，使用MQTT协议与设备通信，结合InfluxDB存储数据，利用matplotlib进行数据分析，通过云服务部署B.采用Java的SpringBoot框架，借助CoAP协议连接设备，选用MongoDB数据库，运用Spark进行数据处理，采用容器化部署C.运用Node.js的Express框架，利用HTTP协议接收设备数据，搭配MySQL数据库，使用Echarts展示分析结果，借助边缘计算节点D.选择C#的.NETCore框架，通过Zigbee协议与设备交互，使用SQLServer数据库，借助PowerBI进行数据分析，利用私有云部署18、在进行程序设计时，需要考虑算法的效率和空间复杂度。假设要对一个包含大量整数的数组进行排序，以下哪种排序算法在平均情况下能够提供较好的性能，并且空间复杂度相对较低？（）A.冒泡排序B.快速排序C.插入排序D.选择排序19、在C++中，要实现一个类的拷贝构造函数，以下哪种方式是正确的（）A.手动实现拷贝构造函数，逐个复制成员变量B.让编译器自动生成拷贝构造函数C.不实现拷贝构造函数D.以上方法都不对20、考虑使用Java语言实现一个二叉搜索树，当插入一个新节点时，需要按照二叉搜索树的规则进行插入。以下哪种方法能够正确地实现插入操作（）A.比较新节点的值与当前节点的值，决定向左或向右子树插入B.随机选择一个位置插入新节点C.总是插入到根节点的左子树D.以上方法都不正确二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细分析C语言中指针在快速排序算法中的分区操作和优化技巧。2、（本题5分）论述C语言中信号处理机制的基本概念和使用方法，包括信号的发送、捕获和处理，分析信号在处理异步事件和异常情况中的作用，并给出实际编程的示例。3、（本题5分）想象开发一个C语言程序，对一个整数数组进行归并操作，不进行排序。论述归并的过程和实现。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）编写一个程序，计算两个字符串的编辑距离（即最少的插入、删除、替换操作次数使得两个字符串相同）。2、（本题5分）设计一个程序，用户输入一