天津城市建设管理职业技术学院《计算思维与数据科学》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《计算思维与数据科学》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、对于计算思维中的数据库管理系统，在组织、存储和检索大量数据方面，以下哪一种描述是最恰当的？（）A.数据库管理系统提供了一种结构化的方式来存储和管理数据，包括数据的定义、插入、更新、查询、删除等操作。通过关系模型、索引、存储优化等技术，能够高效地处理大规模数据，并保证数据的一致性、完整性和安全性。常见的数据库管理系统有MySQL、Oracle、SQLServer等B.数据库管理系统只适用于企业级的大型应用，对于小型项目和个人使用来说过于复杂和昂贵C.数据库管理系统的性能主要取决于硬件配置，软件的优化作用不大D.数据库管理系统一旦建立，就不需要进行维护和优化，可以一直稳定运行2、在数据库的查询优化中，索引可以提高查询效率。以下哪种情况建立索引可能效果不明显？（）A.经常进行插入和删除操作的表B.数据量较小的表C.很少用于查询的列D.以上都是3、对于一个需要进行数据加密存储的系统，比如云存储服务。在加密密钥的管理方面，以下哪种方法可能是最安全和可靠的？（）A.将加密密钥明文存储在系统中，容易被窃取B.采用硬件安全模块（HSM）来存储和管理加密密钥，提供物理级别的安全保护，防止密钥被非法访问和篡改，确保数据加密的安全性和可靠性，保护用户在云存储中的敏感信息C.不管理加密密钥，让用户自己负责D.使用简单的密码作为加密密钥，安全性低4、数据在计算思维中起着重要的作用。以下关于数据在计算思维中的作用的描述中，错误的是？（）A.数据是计算思维的基础，没有数据就无法进行问题求解和系统设计B.数据可以用不同的方式表示和存储，选择合适的数据表示方式可以提高算法的效率C.数据可以通过分析和处理来提取有用的信息，为决策提供支持D.数据在计算思维中只起到辅助作用，算法和编程才是核心5、在计算思维中，对于一个需要同时处理多个任务的情况，以下哪种调度策略通常能提高系统的整体效率（）A.先来先服务B.短作业优先C.优先级调度D.随机调度6、在计算机网络的拓扑结构中，星型、总线型和环型各有特点。以下关于星型拓扑的优点，哪一项是不准确的？（）A.易于扩展B.故障诊断容易C.通信效率高D.以上都不对7、关于计算思维中的数据可视化（DataVisualization），以下说法不准确的是：（）A.数据可视化是将数据以图形、图表等直观的形式展示，帮助人们更好地理解和分析数据B.有效的数据可视化能够揭示数据中的隐藏模式、趋势和关系C.选择合适的数据可视化方式取决于数据的类型、目的和受众D.数据可视化只是为了让数据看起来更漂亮，对数据分析没有实质作用8、计算思维强调算法的可扩展性。对于一个处理小数据量表现良好但处理大数据量性能急剧下降的算法，以下哪种改进方法不太可能提高其可扩展性（）A.优化算法的时间复杂度B.增加硬件资源C.简化算法逻辑D.保持算法不变，只增加注释9、在解决一个复杂的数学问题时，需要设计一种高效的算法。如果问题涉及到对大量数据进行排序和查找，同时要求时间复杂度尽可能低。以下哪种算法可能是最合适的选择？（）A.冒泡排序算法，通过反复比较相邻元素进行排序B.快速排序算法，采用分治的思想，平均性能较好C.插入排序算法，简单直观但效率较低D.选择排序算法，每次选择最小元素进行排序10、在程序设计的错误处理中，异常处理机制用于捕获和处理运行时错误。以下关于异常处理的描述，哪一项是正确的？（）A.可以提高程序的健壮性B.会降低程序的执行效率C.应该尽量避免使用D.以上都不对11、在开发一个手机应用程序，需要考虑不同屏幕尺寸、操作系统版本和用户操作习惯等因素。以计算思维的角度，以下哪种做法是最合适的？（）A.为每种屏幕尺寸和操作系统版本分别开发独立的应用程序B.开发一个通用的应用程序，不考虑不同设备和用户的差异C.采用响应式设计，使应用程序能够自适应不同的屏幕尺寸和操作系统特性D.只针对最流行的设备和操作系统进行开发，忽略其他情况12、对于计算思维中的迭代（Iteration）方法，以下说法错误的是：（）A.迭代是通过重复执行相同的步骤，逐步逼近问题的解B.迭代过程中需要设置合适的终止条件，以避免无限循环C.迭代适用于求解那些无法直接通过公式计算得出精确解的问题D.迭代方法总是比直接计算方法更复杂，效率更低13、在计算思维的人工智能应用（ApplicationofArtificialIntelligenceinComputationalThinking）中，以下描述不准确的是：（）A.人工智能中的机器学习、深度学习等技术为计算思维提供了新的方法和思路B.可以利用计算思维来理解和优化人工智能算法的设计和实现C.计算思维在人工智能的数据预处理、模型训练和评估等环节发挥着重要作用D.计算思维与人工智能完全无关，是两个独立的领域14、假设正在设计一个智能家居系统，能够自动控制灯光、温度和家电等设备。在实现设备之间的通信和协同工作方面，以下哪种通信协议可能是最合适的？（）A.HTTP，常用于网页浏览B.Bluetooth，短距离无线通信C.Zigbee，专为低功耗、短距离的物联网设备设计，能够有效地支持智能家居中众多设备之间的通信和协同工作，实现智能化的控制和管理，提升家居生活的便利性和舒适度D.自定义一种通信协议，不遵循任何标准15、对于计算思维中的数据压缩技术，以下关于其原理和应用的描述，哪一种是准确的？（）A.数据压缩的原理是通过去除数据中的冗余和利用数据的统计特性来减少存储空间和传输带宽。常见的压缩算法有无损压缩（如Huffman编码、LZ算法）和有损压缩（如JPEG图像压缩、MP3音频压缩）。数据压缩广泛应用于文件存储、网络传输、多媒体处理等领域，在不损失重要信息或在可接受的损失范围内，有效地提高了数据的存储和传输效率B.数据压缩技术虽然能够节省存储空间和带宽，但会导致数据的质量下降，因此应该谨慎使用C.数据压缩技术已经非常成熟，没有进一步发展和创新的空间，未来的应用也不会有太大的变化D.数据压缩技术只适用于特定类型的数据，如文本、图像和音频，对于其他类型的数据无法进行压缩16、关于计算思维中的面向对象编程（Object-OrientedProgramming），以下说法不准确的是：（）A.面向对象编程将数据和操作数据的方法封装在对象中，通过对象之间的交互来实现程序功能B.它具有封装性、继承性和多态性等重要特性，提高了代码的复用性和可维护性C.面向对象编程适用于所有类型的程序开发，是解决问题的最优编程范式D.理解和运用面向对象编程需要掌握类、对象、属性、方法等基本概念17、数据结构在计算思维中起着重要的作用。以下关于数据结构的作用的描述中，错误的是？（）A.数据结构可以帮助我们更好地组织和存储数据，提高数据的访问效率B.数据结构可以帮助我们更好地实现算法，提高算法的效率和可读性C.数据结构可以帮助我们更好地理解问题的本质和关键特征，提高问题解决的效率D.数据结构只在计算机科学领域有应用，在其他领域中没有实际价值18、计算思维中的递归思想在很多算法中都有应用。比如计算斐波那契数列，以下关于递归实现斐波那契数列的描述，错误的是（）A.递归算法简洁直观B.递归算法效率高C.递归可能会导致栈溢出D.递归算法存在大量重复计算19、当设计一个计算机程序来解决一个复杂的数学问题，比如求解高次方程的根，计算思维在其中发挥着重要的指导作用。在这种情况下，以下哪种方法更符合计算思维的理念？（）A.采用试错法，随机输入数值进行计算，直到找到近似解B.运用数学定理和公式，推导精确的求解算法，并通过程序实现C.借助现有的开源程序，不考虑其内部原理，直接使用D.放弃使用计算机程序，手动计算求解20、在计算中的搜索算法中，以下对于深度优先搜索和广度优先搜索的搜索策略、适用场景和时间复杂度的描述，哪一种说法是正确的？（）A.深度优先搜索沿着一条路径尽可能深地探索，直到无法继续，然后回溯；广度优先搜索则逐层地访问节点。深度优先搜索适用于求解路径问题，如迷宫问题；广度优先搜索适用于求最短路径问题。深度优先搜索的时间复杂度与图的结构有关，广度优先搜索的时间复杂度为O(|V|+|E|)，其中|V|表示顶点数，|E|表示边数B.深度优先搜索和广度优先搜索在搜索策略和适用场景上没有明显区别，可以随意选择使用C.深度优先搜索的时间复杂度总是低于广度优先搜索，因此在大多数情况下应选择深度优先搜索D.深度优先搜索和广度优先搜索都只适用于小型图，对于大型图无法使用21、在处理一个复杂的逻辑问题时，如果需要根据不同的条件执行不同的操作，并且条件之间存在复杂的组合关系。以下哪种编程结构能够清晰地表达这种逻辑？（）A.顺序结构，按照代码书写顺序依次执行B.选择结构，如if-else语句C.循环结构，如for和while循环D.函数调用结构，将逻辑封装为函数22、在程序设计语言的并发编程中，线程同步的方法有多种。以下哪种方法可以实现互斥访问？（）A.信号量B.管程C.条件变量D.以上都是23、在进行体育赛事的数据分析时，需要收集运动员的表现数据、比赛结果、战术运用等信息，以评估球队和运动员的水平，并为训练和比赛策略提供依据。在这个数据驱动的过程中，以下哪种计算思维的应用能够提供有价值的洞察？（）A.数据统计与分析B.模型预测比赛结果C.运动员表现评估指标设计D.以上都是24、在计算中的算法效率评估中，以下关于大O记号和渐近分析的描述，不正确的是哪一项？（）A.大O记号用于描述算法的时间复杂度和空间复杂度的上界，它忽略了低阶项和常数因子，关注算法在输入规模趋于无穷大时的增长趋势B.渐近分析可以帮助我们比较不同算法的效率，选择在大规模数据下性能更优的算法C.即使两个算法的大O记号相同，它们在实际运行中的性能也可能有很大差异，还需要考虑具体的硬件环境和数据特征D.大O记号能够准确地反映算法在所有输入情况下的实际运行时间，是评估算法效率的唯一可靠指标25、关于计算思维中的密码学（Cryptography）基础，以下说法不正确的是：（）A.密码学用于保护信息的机密性、完整性和可用性B.常见的密码算法有对称加密算法、非对称加密算法和哈希函数等C.密码学的安全性基于数学难题和计算复杂性理论D.密码学只用于军事和国家安全领域，在日常生活中没有应用二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述计算思维中的“计算思维与未来社会的发展”，说明计算思维在推动科技进步、社会变革和人类发展方面的潜在作用和影响。2、（本题5分）在计算思维中，如何处理不确定性和随机性是一个重要的问题。请论述随机算法、蒙特卡罗方法等在处理不确定性问题中的应用，例如估算圆周率、模拟股票价格走势等。3、（本题5分）解释计算思维中的“计算思维在医疗健康领域的应用”，举例说明在疾病诊断、治疗方案制定、医疗数据分析等方面如何运用计算思维。4、（本题5分）解释计算思维中的云计算概念，说明云计算的服务模式和部署模型，以及在企业信息化中的应用。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）假设要开发一个智能家居控制系统，能够统一管理灯光、电器、安防设备和能源消耗。请分析如何运用计算思维来实现设备之间的互联互通和自动化控制。2、（本题5分）在一个在线医疗诊断辅助系统中，需要对患者的症状、检查结果等数据进行分析给出诊断建议。分析如何运用计算思维提高诊断准确性。3、（本题5分）某移动办公应用在文件同步和协作编辑方面存在问题，影响工作效率。请以计算思维为指导，研究如何通过云存储技术、版本控制算法和实时同步机制来改善文件管理和协作功能。4、（本题5分）某在线点餐平台的菜单推荐和菜品搭配不够合理，无法满足用户的口味和营养需求。请从计算思维的角度思考如何利用用户偏好数据、菜品营养成分分析和关联规则挖掘来提供更优质的点餐服务。5、（本题5分）在一个生产制造管理系统中，要优化生产流程以提高生产效率和产品质量。请仔细分析如何运用计算思维来识别瓶颈环节和改进生产工艺。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）算法的优化是提高程序性能的重要途径。论述常见的算法优化策略（如时间复杂度优化、空间复杂度优化、代码可读性优化），分析在不同场景下如何选择合适的优化策略，通过一个具体的算法