梧州医学高等专科学校《数据可视化项目实践》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据可视化项目实践》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、在一个网络拓扑结构的分析中，需要确定网络中各个节点之间的连接关系和最短路径。为了表示网络的拓扑结构并进行相关计算，以下哪种数据结构是常用的？（）A.邻接矩阵B.邻接表C.十字链表D.边集数组2、在数据结构的研究中，算法分析是重要的环节。以下关于算法分析方法的描述，错误的是：（）A.可以通过数学推导计算算法的时间复杂度和空间复杂度B.可以通过实验测试来评估算法在不同规模输入下的性能C.算法分析只需要关注平均情况，不需要考虑最坏情况D.可以通过对比不同算法的性能来选择最优算法3、红黑树是另一种平衡二叉搜索树。对于红黑树的性质和优势，以下描述哪一项是不正确的？（）A.红黑树的节点要么是红色，要么是黑色，并且通过一些规则保持平衡B.红黑树的插入和删除操作的时间复杂度均为O(logn)，相对较为稳定C.红黑树的查找性能不如AVL树，因为其平衡调整不如AVL树严格D.红黑树在实际应用中比AVL树更常见，因为其插入和删除操作引起的调整相对较少4、设计一个基于STM8S的智能家电控制器，能够实现远程控制和智能场景切换，给出硬件电路和通信协议。5、插入排序是一种简单直观的排序算法。关于插入排序的工作方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.插入排序将待排序的元素逐个插入到已排序的部分中，从而逐步完成排序B.插入排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，在最好情况下的时间复杂度为O(n)C.插入排序是一种稳定的排序算法，相同元素的相对顺序在排序前后不会改变D.插入排序的空间复杂度较高，通常需要额外的O(n)空间来完成排序6、设计一个数字存储示波器触发与存储优化电路，能够提高示波器的触发准确性和存储效率。7、数据结构是计算机存储、组织数据的方式。以下关于数据结构的描述，不准确的是（）A.数据结构旨在提高数据的存储效率和操作效率B.它是算法设计和分析的基础，影响着程序的性能C.数据结构只关注数据的存储，不考虑数据的处理逻辑D.常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列等8、设计一个基于FPGA的UART转SPI通信桥接模块，实现两种接口之间的数据转换，给出硬件描述和功能验证。9、在一个需要对电话号码进行存储和快速检索的场景中，以下哪种数据结构可能是最优的选择？（）A.二叉搜索树，按照电话号码的数字大小进行存储和查找B.哈希表，通过合适的哈希函数可以快速定位电话号码C.跳表，提供了较好的查找性能，但实现相对复杂D.线段树，主要用于区间操作，不适合电话号码检索10、设计一个基于单片机的智能血压计，能够准确测量血压，并具有数据存储和分析功能。11、设计一个音频功率放大器的保护电路，包括过流保护、过热保护和短路保护，给出电路结构和工作原理。12、考虑一个在线投票系统，需要实时统计每个选项的投票数量，并能够快速返回得票最多的选项。以下哪种数据结构可以有效地支持这个功能？（）A.数组，存储每个选项的票数B.链表，记录投票信息C.哈希表，将选项作为键，票数作为值D.最大堆，始终保持最大票数在堆顶13、设计一个基于数字电路的交通信号灯控制系统，要求能够实现红、绿、黄三种灯的交替闪烁，并且可以根据不同时间段调整信号灯的工作模式。14、设计一个基于数字滤波器的信号降噪系统，能够有效去除输入信号中的噪声，提高信号质量。15、数据结构是计算机科学中重要的研究领域，它对程序的性能和效率有着关键影响。以下关于数据结构的描述，错误的是：（）A.数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合B.数据结构主要研究数据的逻辑结构、存储结构以及对数据的操作C.数据结构只关注数据的存储方式，不考虑数据的处理效率D.选择合适的数据结构可以提高程序的运行速度和节省存储空间二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释什么是斐波那契堆的合并操作及其时间复杂度。2、（本题5分）解释什么是斐波那契堆，并说明其特点和应用场景。3、（本题5分）详细说明在二叉树的平衡调整中，除了旋转操作，还有哪些方法可以保持平衡。4、（本题5分）阐述如何在一个具有n个元素的链表中，使用堆排序算法进行排序，并分析其时间复杂度和空间复杂度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线游戏的排行榜系统需要记录玩家的游戏得分、排名、游戏时长等信息。设计数据结构来实时更新排行榜，支持按得分、排名、游戏时长等条件进行排序和查询，能够处理玩家得分变化时的排名调整。2、（本题5分）在一个在线考试系统中，需要管理考试科目、试题、考生答案和成绩等信息。设计一种数据结构来存储这些信息，实现考试科目的添加、删除、查找和修改，试题的录入和更新，考生答案的存储和成绩的计算，并能够快速查询考生的成绩和排名。3、（本题5分）一个在线课程平台的作业管理系统需要记录作业信息、学生提交情况和教师批改情况。作业信息包括作业ID、课程ID、作业内容、截止时间，学生提交情况包括学生ID、作业ID、提交时间、提交内容，教师批改情况包括作业ID、批改时间、批改分数、评语。请设计数据结构来管理作业数据，实现作业的发布、提交、批改、查询，并统计学生的作业完成情况。4、（本题5分）某电商平台的促销活动管理系统需要记录活动信息和参与用户信息，活动信息包括活动ID、活动名称、活动规则、开始时间、结束时间，参与用户信息包括用户ID、活动ID、参与时间。设计数据结构来存储这些数据，能够快速查询活动详情、统计参与人数、判断用户是否参与活动，并在活动结束后进行数据清理。5、（本题5分）某公司的员工管理系统需要存储员工的个人信息，如姓名、工号、部门、职位、薪资等。请设计合适的数据结构来存储员工信息，支持按部门、职位等条件进行快速查询和排序，并能够方便地进行员工信息的添加、删除和修改操作。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个数据结构，用于存储学校社团的成员信息，包括成员姓名、部门、联系方式等，支持成员的管理和活动安排。2、（本题10分）设