上海民航职业技术学院《数据可视化R语言》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据可视化R语言》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20个小题，每小题1分，共20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、当使用树结构来存储数据时，平衡二叉树是为了保证树的高度平衡，从而提高查找效率。假设一个平衡二叉树由于插入操作导致失衡，以下哪种调整方法可以恢复平衡（）A.旋转操作B.重新构建整棵树C.忽略失衡，继续进行操作D.以上方法都不行2、字符串在计算机程序中经常被处理。假设我们正在对两个字符串进行操作。以下关于字符串的描述，哪一项是不准确的？（）A.字符串的存储方式可以是字符数组或字符指针B.字符串的比较可以通过逐个字符比较来实现C.字符串的常见操作包括查找、替换、拼接等，它们的时间复杂度通常与字符串的长度成正比D.所有的字符串操作算法的时间复杂度都是最优的，无法进一步优化3、设计一个无线通信收发系统，工作在特定频段，实现数据的可靠传输，考虑发射功率、接收灵敏度和抗干扰能力等因素。4、设计一个基于单片机的智能垃圾桶，当垃圾装满时自动发送信号通知清理。5、设计一个基于运算放大器的音频功率放大器，能够驱动一定阻抗的扬声器，输出足够的功率且具有较小的失真。6、设计一个基于运算放大器的比较器阵列电路，能够同时比较多个输入信号的大小。7、插入排序在小型数据集上表现较好。以下关于插入排序的描述，不正确的是（）A.将待排序元素插入到已排序部分的合适位置B.插入排序的平均时间复杂度为O(n²)，但在近乎有序的情况下性能较好C.插入排序是一种稳定的排序算法D.插入排序在处理大规模数据时效率很高8、设计一个通信系统中的软件定义无线电（SDR）平台，实现灵活的调制解调功能。9、设计一个数字信号量化电路，确定量化级数和编码方式，分析量化误差对信号质量的影响。10、在一个具有n个顶点和m条边的无向图中，使用邻接表存储，空间复杂度大约是多少？（）A.O(n+m)B.O(n^2)C.O(m^2)D.O(nm)11、设计一个数字温度计液位计无线传输与远程监测电路，能够将温度和液位数据通过无线方式传输到远程监控中心进行实时监测。12、堆是一种特殊的树形数据结构，常用于实现优先队列。以下关于堆的描述，错误的是：（）A.大顶堆中每个节点的值都大于或等于其子节点的值，小顶堆则相反B.可以用数组来实现堆，通过计算索引可以方便地进行堆的操作C.堆排序利用堆的特性，将数组构建成堆，然后依次取出堆顶元素得到排序结果D.堆的插入和删除操作的时间复杂度都为O(logn)，且堆的空间复杂度总是高于其他线性数据结构13、设计一个数字温度计，采用DS18B20温度传感器，能够通过液晶显示屏显示温度值，说明硬件连接和软件编程。14、设计一个基于PLC的热电厂锅炉控制系统，实现对锅炉水位、蒸汽压力、温度等参数的自动控制。15、对一组数据进行排序，以下哪种排序算法在最坏情况下的时间复杂度最低？（）A.冒泡排序B.插入排序C.选择排序D.归并排序16、设计一个简单的数字时钟电路，要求能够显示小时、分钟和秒，并且具有设置时间和闹钟功能。17、设计一个数字频率计高精度电路，能够实现更高精度的频率测量，精度达到±0.01Hz。18、使用单片机设计一个智能烟雾报警器，能够灵敏检测烟雾并及时发出警报。19、设计一个微处理器中的简单指令执行单元，能够完成特定指令的取指、译码和执行过程。20、设计一个简单的无线通信系统，采用合适的调制解调方式，实现短距离的数据传输，包括发射端和接收端的电路设计以及通信协议的制定。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释如何在一个循环链表中找到环的起点，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）解释在链表中删除一个节点时，如何正确更新指针以保持链表的完整性，并举例说明。3、（本题5分）解释并举例说明在树的存储结构中，孩子兄弟表示法的原理和优势。4、（本题5分）比较冒泡排序和选择排序在平均情况下的性能表现。5、（本题5分）详细说明在图的存储优化中，如何利用邻接表和邻接矩阵的结合来适应不同的操作需求。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）研究伸展树在数据局部性较好情况下的性能优势，设计测试用例。2、（本题5分）设计一个快速排序算法，对给定数组进行排序，分析其在不同情况下的性能表现。3、（本题5分）实现一个算法，计算一个图的边连通度。4、（本题5分）设计一个程序，使用Prim算法构建给定无向图的最小生成树，输出生成树的边。5、（本题5分）设计一个数据结构，用于存储一个公司员工的信息，包括姓名、工号、部门、工资等，实现插入、删除、查找和遍历操作。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个股票交易系统需要实时处理大量的股票交易数据，包括股票代码、交易时间、交易价格、交易数量、买卖方向等。请设计数据结构来存储和管理这些交易数据，能够快速查询特定股票的交易记录、按时间排序交易、计算某段时间内的股票均价，并支持新交易的插入和旧交易的删除。2、（本题10分）某音乐平台需要对用户的播放记录和收藏歌曲进行管理。用户信息包括用户ID、播放历史、收藏歌曲等。考虑使用左偏树来存储这些信息。请设计算法实现以下功能：（1）查询用户最近播放的歌曲；（2）添加用户新的播放记录或收藏歌曲；（3）删除用户不再喜