沈阳药科大学《数据可视化技术与应用》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第2页，共2页沈阳药科大学《数据可视化技术与应用》

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、考虑到一个视频编码系统，需要对连续的帧数据进行压缩和存储，同时能够快速地读取和解码特定帧的数据。以下哪种数据结构可以用于优化这个过程？（）A.环形缓冲区B.链表C.数组D.栈2、设计一个基于DSP的图像去噪系统，能够去除图像中的高斯噪声和椒盐噪声，阐述算法原理和代码实现。3、设计一个基于物联网技术的智能物流跟踪系统，能够实时跟踪货物的位置和状态，提供物流信息查询服务。4、设计一个基于单片机的智能车位引导系统，能够实时显示停车场内的车位占用情况，并引导车辆快速找到空闲车位。5、设计一个基于蓝牙和传感器的可穿戴健康监测设备，实时监测心率、体温等生理参数。6、设计一个数字通信系统中前向纠错编码（FEC）的性能评估和优化方案，分析编码增益和复杂度。7、设计一个用于新能源汽车电池管理的均衡电路，提高电池组的使用寿命和性能，给出电路原理和控制策略。8、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。以下关于栈在表达式求值中的应用，说法不正确的是（）A.可以将中缀表达式转换为后缀表达式，然后利用栈进行求值B.栈可以保存操作数和运算符，按照运算规则进行计算C.对于复杂的表达式，栈的使用可以简化求值过程D.栈在表达式求值中只能用于中缀表达式，不能用于后缀表达式9、选择排序也是一种简单的排序算法。以下关于选择排序的特点，描述错误的是（）A.每一轮选择未排序部分的最小元素与当前位置交换B.时间复杂度始终为O(n^2)C.是一种不稳定的排序算法D.不需要额外的存储空间10、设计一个音频均衡器智能调节电路，能够根据输入音频信号的特点自动调节均衡器的参数，实现智能调节。11、运用通信网络技术，设计一个智能工厂的5G专网方案，满足工业生产中对低延迟、高可靠通信的需求。12、设计一个基于Wi-FiDirect的点对点无线通信系统，实现高速数据传输，描述系统的硬件组成和通信协议。13、线段树是一种用于处理区间查询和更新的数据结构。关于线段树的应用，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以用于快速计算数组某一区间的和、最大值、最小值等B.对于频繁的区间更新操作，线段树能够高效地处理C.线段树的构建和查询操作的时间复杂度均为O(logn)D.线段树只能用于处理数值类型的数据，不能处理其他类型的数据14、设计一个基于霍尔效应的磁场测量仪，能够测量0-1T的磁场强度，精度达到0.01T。15、考虑一个表达式求值的程序，例如计算数学表达式3+(4*5)-6。为了正确地按照运算符的优先级进行计算，以下哪种数据结构常常被用于辅助计算过程？（）A.队列，存储待计算的数字和运算符B.栈，用于处理运算符的优先级C.数组，存储表达式的各个元素D.二叉树，构建表达式的结构二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在不同负载因子下，哈希表的性能表现以及如何选择合适的负载因子以提高效率。2、（本题5分）解释如何对一个无序数组进行堆排序，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）深入解释在具有n个顶点和e条边的无向图中，如何使用普里姆（Prim）算法求解最小生成森林，并说明算法的基本思想和关键步骤。4、（本题5分）论述在深度优先搜索和广度优先搜索的应用中，如何解决迷宫问题或寻找图中的所有路径。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某城市的交通管理系统需要实时监控道路的车流量，并根据车流量调整信号灯的时间。设计一种数据结构和算法，能够快速地统计各个路段的车流量，并及时更新信号灯的控制策略。2、（本题5分）某电商仓库的库存管理系统需要存储商品的库存信息，包含商品编号、商品名称、库存数量、进货价格、出货价格等。系统要能够快速查询特定商品的库存、按照库存数量对商品进行排序、进行商品的入库和出库操作、修改商品的价格信息。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现以及性能评估。3、（本题5分）某城市的公交卡充值管理系统需要存储充值记录，包括充值编号、卡号、充值金额、充值时间等。系统要实现快速查找特定卡号的充值记录、按照充值金额对记录进行排序、新增充值、删除错误充值记录。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化策略。4、（本题5分）假设有一个电商网站，需要实时处理大量的订单信息。订单信息包括订单号、商品名称、购买数量、客户姓名、收货地址等。请设计合适的数据结构来存储和管理这些订单数据，并实现订单的快速插入、查找、修改和删除操作，同时能够高效地统计不同商品的销售数量。5、（本题5分）在一个在线电影票务系统中，需要管理电影院信息、影片排片、座位预订和票房统计等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持电影院和影片的添加、删除和修改，座位的预订和取消，票房数据的统计和分析，并能够实时显示座位的预订情况和优化排片策略。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个插入排序程序，对已接近有序的数组进行排序，分析其优化效果。2、（本题10