山东交通学院《计算方法及应用》2023-2024学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页山东交通学院《计算方法及应用》

2023-2024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30个小题，每小题1分，共30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、在程序设计语言中，静态类型语言和动态类型语言在类型检查上有不同的方式。以下哪种语言属于动态类型语言？（）A.JavaB.C++C.PythonD.C#2、在人工智能的自然语言处理中，词法分析是重要的一步。以下关于词法分析的任务，哪一项是不准确的？（）A.识别单词B.确定词性C.理解句子的语义D.以上都不对3、对于计算思维中的数值计算（NumericalComputation），以下说法错误的是：（）A.数值计算用于求解数学中的数值问题，如求解方程、积分、微分等B.数值计算方法可能存在误差，需要进行误差分析和控制C.可以使用数值逼近、迭代法等技术进行数值计算D.数值计算在计算机科学中不重要，主要是数学领域的研究内容4、当设计一个算法来解决一个动态规划问题，例如计算最长公共子序列，计算思维要求我们找到问题的最优子结构和重叠子问题。以下哪种方法更符合计算思维？（）A.暴力搜索所有可能的子序列，比较它们的长度B.利用递归方法，不考虑重复计算的子问题C.建立动态规划表，记录中间结果，避免重复计算D.随机生成一些子序列，选择其中较长的5、对于计算中的算法设计，以下关于贪心算法和动态规划算法的特点及适用场景的比较，哪一项是正确的？（）A.贪心算法在每一步都选择当前看起来最优的决策，不考虑整体的最优解，通常适用于一些简单的、局部最优解能接近全局最优解的问题；动态规划算法则通过将问题分解为重叠的子问题，并保存子问题的解来避免重复计算，适用于具有最优子结构和重叠子问题的问题。但动态规划算法的实现通常比贪心算法更复杂，空间复杂度也更高B.贪心算法和动态规划算法在本质上是相同的，只是名称不同，可以相互替代使用C.贪心算法总是能得到最优解，而动态规划算法在大多数情况下无法得到最优解D.贪心算法和动态规划算法都只适用于理论研究，在实际编程中很少使用6、计算思维中的问题求解过程通常包括多个步骤。以下关于问题求解过程步骤的描述中，错误的是？（）A.问题求解过程通常包括问题分析、算法设计、编程实现、测试和调试等步骤B.问题分析是问题求解的第一步，需要明确问题的目标、约束条件和输入输出C.算法设计是问题求解的核心步骤，需要根据问题的特点选择合适的算法和数据结构D.问题求解过程只需要按照固定的顺序进行，不需要根据实际情况进行调整和优化7、在进行密码学相关的应用中，例如数据加密、数字签名、身份验证等，需要保障信息的安全性和完整性。在这个领域，以下哪种计算思维的概念和方法能够提供可靠的安全保障？（）A.加密算法的选择与实现B.密钥管理与分发C.安全协议设计与验证D.以上都是8、在计算思维的可计算性理论（ComputabilityTheory）中，以下描述不准确的是：（）A.可计算性理论研究哪些问题是可计算的，哪些是不可计算的B.它为判断一个问题是否能够用计算机求解提供了理论基础C.虽然有些问题在理论上是不可计算的，但在实际应用中可以通过近似方法解决D.可计算性理论对于实际的编程和问题解决没有任何指导意义，只是纯理论的研究9、在进行农业信息化的项目中，例如精准农业、农产品追溯、农业气象预测等，需要整合农业数据和信息技术，以提高农业生产效率和质量。在这个过程中，以下哪种计算思维的理念和方法能够发挥重要作用？（）A.农业数据采集与分析B.农业模型建立与应用C.智能农业设备控制D.以上都是10、在计算思维中，理解算法的正确性和稳定性很重要。对于一个排序算法，如果在排序过程中相同元素的相对顺序发生了改变，那么这个算法（）A.一定是错误的B.可能是不稳定的C.一定是稳定的D.性能一定不好11、在计算思维的并行处理思想中，关于如何提高计算效率和应对大规模数据处理，以下哪一种论述是最深入的？（）A.并行处理是通过同时执行多个计算任务或操作来提高计算速度和效率的方法。它可以基于多核处理器、分布式计算系统或云计算平台实现。在处理大规模数据和复杂计算问题时，合理地划分任务、分配资源和协调并行执行，能够显著缩短计算时间，提高系统的性能和响应能力B.并行处理只适用于超级计算机和大型数据中心，对于普通个人计算机和小型系统没有实际意义C.并行处理虽然能够提高计算效率，但会增加系统的复杂性和成本，因此在一般情况下不建议使用D.并行处理是一种自动完成的过程，无需人为干预和设计，系统会根据任务自动选择是否进行并行处理12、在计算思维的性能评估和优化中，以下关于其指标和策略的描述，哪一个是恰当的？（）A.性能评估通常使用诸如运行时间、内存使用、吞吐量、响应时间等指标来衡量程序或系统的效率。优化策略包括算法改进、数据结构调整、代码优化、硬件升级等。在进行性能优化时，需要综合考虑这些指标，通过分析性能瓶颈，选择合适的优化方法，同时要注意避免过度优化导致代码的复杂性增加和可读性下降B.性能评估和优化是一项非常复杂且难以预测的工作，通常无法取得明显的效果，所以在大多数情况下可以忽略C.性能评估只关注运行时间，其他指标如内存使用等可以忽略，因为运行时间是衡量性能的唯一标准D.性能优化主要通过更换更强大的硬件来实现，软件层面的优化作用不大13、在计算思维中，优化算法以提高效率是常见的追求。对于一个旅行商问题（TSP），以下哪种优化策略通常不被采用（）A.贪心算法B.动态规划C.随机搜索D.暴力枚举所有可能路径14、在计算思维的优化算法应用中，对于在多种可能的解决方案中寻找最优解，以下哪一种描述是最贴切的？（）A.优化算法通过系统地搜索和评估可能的解决方案空间，利用数学模型和启发式方法，在满足一定约束条件的前提下，找到使目标函数达到最优值的解。常见的优化算法包括贪心算法、动态规划、模拟退火等，它们在资源分配、路径规划、调度等领域有着广泛的应用B.优化算法总是能够找到绝对的最优解，不存在误差和近似情况C.优化算法的应用非常简单，不需要对问题进行深入分析和建模，直接应用即可得到理想的结果D.优化算法只适用于理论研究，在实际问题中由于问题的复杂性和不确定性，很难发挥作用15、在开发一个人工智能聊天机器人，需要理解用户输入、生成合理的回答，并不断学习改进。从计算思维的角度出发，以下哪种方法更有效？（）A.基于预定义的规则和模板生成回答，不具备学习能力B.使用深度学习中的循环神经网络（RNN）或长短时记忆网络（LSTM），通过大量的对话数据进行训练和优化C.随机生成回答，不考虑用户输入的内容D.只回答固定的几个常见问题，不处理复杂的输入16、在计算中的分治法，以下对于其基本思想、典型应用（如归并排序和快速傅里叶变换）和优点的描述，哪一种是正确的？（）A.分治法将一个复杂问题分解为若干个规模较小、相互独立且与原问题相同类型的子问题，分别求解子问题，然后将子问题的解合并得到原问题的解。归并排序和快速傅里叶变换是分治法的典型应用。分治法的优点包括降低问题的复杂性、提高算法的效率和可并行性B.分治法只适用于一些特定的数学问题，对于实际的应用问题很少使用C.分治法的实现非常复杂，需要很高的编程技巧，不适合初学者使用D.分治法的效率总是低于直接求解问题的方法，因此不应该使用分治法17、在计算思维的应用中，对于一个设计智能交通系统的任务，以下哪个方面不是重点考虑的（）A.车辆的外观设计B.交通流量的实时监测C.最优路径规划D.信号灯的智能控制18、在构建一个智慧城市的框架中，需要整合交通管理、能源供应、环境监测、公共服务等多个领域的数据和系统。为了实现城市的高效运行和可持续发展，以下哪种计算思维的概念是必不可少的？（）A.系统集成与互操作性B.大数据分析与决策C.智能优化与调控D.以上都是19、计算思维中的贪心算法在某些情况下可能得到局部最优解而非全局最优解。以下哪个问题不太适合用贪心算法（）A.背包问题B.旅行商问题C.找零钱问题D.以上都不太适合20、在进行软件开发的全生命周期中，从需求分析、设计、编码、测试到维护，需要遵循一定的规范和流程，并不断优化和改进。在这个复杂的过程中，以下哪种计算思维的原则能够保障软件的质量和可扩展性？（）A.代码规范与重构B.架构设计与优化C.测试用例设计与执行D.以上都是21、在进行音乐创作和音频处理时，利用计算机技术可以实现作曲、编曲、混音等操作。对于创作一首具有创新性和感染力的音乐作品，以下哪种计算思维的方法能够激发创作灵感并提高制作效率？（）A.音频合成与特效处理B.节奏与旋律生成算法C.风格模仿与创新D.以上都是22、关于计算中的加密与解密技术，以下关于对称加密和非对称加密的描述，不正确的是哪一项？（）A.对称加密使用相同的密钥进行加密和解密，加密速度快，但密钥的分发和管理较为困难B.非对称加密使用一对密钥，即公钥和私钥，公钥用于加密，私钥用于解密，安全性较高C.对称加密和非对称加密可以结合使用，以充分发挥它们的优势，提高加密系统的性能和安全性D.非对称加密适用于所有的加密场景，并且在效率和安全性方面都优于对称加密23、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24、在计算思维中的问题分解策略方面，以下对于其原理和意义的解释，哪种说法是准确的？（）A.问题分解就是把一个大问题简单地分成几个小部分，没有什么特别的技巧和意义B.问题分解是将一个复杂的问题拆解为若干个相对简单、易于处理的子问题的过程。其原理基于人类认知的局限性，通过将复杂问题逐步细化，可以更清晰地理解问题的结构和内在关系。这使得解决问题的过程更加有条理，降低了问题的复杂度，提高了解决问题的效率和成功率。同时，问题分解有助于团队协作，不同人员可以专注于解决特定的子问题C.问题分解策略过于复杂，在实际解决问题时往往会增加难度，不建议使用D.问题分解只适用于特定类型的计算问题，通用性不强25、对于计算中的错误处理和调试技术，以下关于其重要性和方法的描述，不正确的是哪一项？（）A.在程序开发过程中，不可避免会出现错误，包括语法错误、逻辑错误和运行时错误，及时有效地处理和调试错误是保证程序正确性的关键B.错误处理机制可以通过异常处理、返回错误码等方式来实现，以便在错误发生时能够采取适当的措施，如恢复数据、提示用户等C.调试技术包括打印输出中间结果、使用调试工具、设置断点等，帮助开发者定位和理解错误发生的位置和原因D.一旦程序通过了初步测试，就不再需要关注错误处理和调试，因为程序已经被证明是可靠的26、关于计算思维中的模式识别（PatternRecognition），以下说法不准确的是：（）A.模式识别是在大量数据或现象中发现重复出现的规律、特征或结构B.它包括图像识别、语音识别、文本分类等多种应用C.模式识别需要借助数学模型和算法来提取和分析数据中的模式D.模式识别总是能够准确无误地识别出所有的模式，不受数据质量和复杂性的影响27、关于计算思维中的计算效率（ComputationalEfficiency）衡量，以下说法不正确的是：（）A.计算效率可以通过运行时间、内存使用、处理器利用率等指标来衡量B.提高计算效率需要综合考虑算法、数据结构、硬件资源等多方面因素C.为了追求计算效率，可以牺牲代码的可读性和可维护性D.不同的应用场景对计算效率的要求不同，需要根据实际需求进行权衡28、关于计算中的模拟退火算法，以下对于其灵感来源、算法流程和应用领域的描述，哪一项是准确的？（）A.模拟退火算法灵感来源于固体退火过程，通过模拟温度下降时固体的能量状态变化来寻找最优解。算法流程包括初始化、生成新解、计算能量差、根据概率接受新解和逐渐降低温度等步骤。它适用于解决组合优化问题，如旅行商问题、背包问题等B.模拟退火算法是一种随机算法，无法保证得到最优解，因此没有实用价值C.模拟退火算法的计算复杂度很高，不适合处理大规模问题D.模拟退火算法只适用于理论研究，在实际工程中很少使用29、在面向对象编程中，类和对象是核心概念。以下关于类和对象的关系，哪一项是准确的？（）A.类是对象的模板，对象是类的实例B.对象是类的模板，类是对象的实例C.类和对象没有直接关系D.以上都不对30、在进行虚拟现实（VR）和增强现实（AR）的应用开发时，需要考虑场景构建、交互设计、实时渲染等多个技术环节，以提供沉浸式的体验。在这种复杂的开发工作中，以下哪种计算思维的技术能够提升应用的质量和效果？（）A.三维建模与渲染优化B.交互逻辑设计C.性能优化与平衡D.以上都是二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细论述计算思维在大数据流式处理中的实时分析和决策支持。探讨如何快速处理实时数据并做出及时决策。2、（本题5分）计算思维在游戏开发中起着重要的作用，影响着游戏的玩法、性能和用户体验。全面论述如何运用计算思维的启发式搜索和策略优化，设计智能的游戏AI对手，使游戏更具挑战性和趣味性，以一款策略游戏为例，分析游戏AI的设计思路和实现方法。3、（本题5分）全面论述计算思维中的计算思维在地理信息系统中的空间数据存储、空间分析、地图可视化等方面的应用，分析如何利用计算思维处理和分析地理空间数据，并结合具体的地理信息系统案例进行说明。4、（本题5分）详细论述计算思维中的逻辑思维，包括命题逻辑、谓词逻辑和布尔代