中南林业科技大学《数据可视化开发实训实践》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据可视化开发实训实践》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、设计一个数字时钟电路，能够准确显示时、分、秒，具有校时功能，并使用数码管或液晶显示屏进行显示，提供详细的电路原理图和程序代码。2、递归是一种编程技术，在数据结构和算法中经常用到。以下关于递归的描述，错误的是：（）A.递归函数直接或间接调用自身B.递归算法通常比非递归算法更简洁易懂C.递归算法的执行效率总是高于非递归算法D.递归在处理某些问题时，如树和图的遍历，非常方便3、利用数字逻辑电路设计一个交通流量统计系统，能够对道路上的车辆数量进行实时统计和分析。4、设计一个基于ARM的工业控制系统，实现对生产过程的参数监测和控制，描述系统架构和软件界面。5、设计一个音频混音器，能够处理8路音频输入，实现音量、平衡和效果调节，给出系统方案和电路实现。6、设计一个基于PLC的自动化生产线控制系统，能够实现对生产线上多个设备的顺序控制、逻辑控制和故障报警功能。7、在一个需要对一组数据进行去重操作的场景中，以下哪种数据结构可以有效地实现这个功能？（）A.集合，自动去除重复元素B.数组，需要额外的算法进行去重C.链表，去重操作复杂且效率低D.栈，不适合进行去重操作8、设计一个通信系统扩频模块的性能测试方案，包括扩频增益、抗干扰能力等指标的测量。9、设计一个基于STM32的无刷直流电机驱动系统，采用FOC控制算法，实现精确调速和位置控制，给出系统组成和软件流程。10、使用集成电路设计一个音频功率放大器，要求输出功率达到一定值，同时具有良好的音质和低噪声。11、假设正在开发一个操作系统的内存管理模块，需要有效地分配和回收内存空间，并且能够快速查找空闲的内存块。以下哪种数据结构可能是最合适的选择？（）A.二叉搜索树，存储内存块的信息B.链表，记录内存块的使用情况C.哈希表，快速定位空闲内存块D.数组，直接分配和管理内存12、在图的存储和遍历中，深度优先遍历和广度优先遍历可以用于判断图是否连通。以下关于连通性判断的叙述中，不正确的是（）A.如果从某个顶点出发能够遍历到图中的所有顶点，则图是连通的B.对于无向图，深度优先遍历和广度优先遍历的结果相同，都能判断连通性C.对于有向图，深度优先遍历和广度优先遍历的结果可能不同，需要综合判断连通性D.无论图的存储方式如何，深度优先遍历和广度优先遍历判断连通性的时间复杂度相同13、在图的存储中，邻接多重表常用于无向图的存储。以下关于邻接多重表的优点，描述错误的是（）A.便于删除和插入边B.节省存储空间C.便于判断两个顶点之间是否有边D.对有向图的存储效果更好14、对于一个有序数组，使用二分查找算法查找一个特定元素。假设数组为[1,3,5,7,9,11,13]，要查找元素7，以下关于查找过程的描述，哪个是正确的？（）A.每次都将数组分成两等份进行比较B.先比较中间元素，如果大于中间元素则在右半部分查找，否则在左半部分查找C.从数组的第一个元素开始依次比较D.随机选择数组中的元素进行比较15、在排序算法中，选择排序是一种简单的排序方法，以下关于选择排序的描述，正确的是：（）A.选择排序在每一轮选择未排序部分的最小元素，与当前位置的元素交换B.选择排序在最好和最坏情况下的时间复杂度都是O(nlogn)C.选择排序是一种稳定的排序算法，不会改变相同元素的相对顺序D.选择排序的空间复杂度较高，需要额外的大量辅助空间16、设计一个基于PLC的电梯控制系统，实现电梯的上升、下降、停靠、开门、关门等逻辑控制和安全保护功能。17、设计一个基于STM32微控制器的电机调速系统，支持PWM调速和闭环控制，实现对直流电机或步进电机的精确调速，提供控制算法和程序框架。18、对于一个具有n个节点的二叉搜索树，其平均查找长度的期望值在什么量级？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)19、在一个大型企业的员工管理系统中，需要存储员工的基本信息，如姓名、工号、部门、职位等，并且能够按照部门快速查找和统计员工数量。为了实现这样的功能，以下哪种数据结构是比较合适的选择？（）A.字典树B.堆C.跳表D.并查集20、在数据结构中，线性表是一种基础的数据结构。假设我们正在研究一个顺序存储的线性表。以下关于线性表的描述，哪一项是不准确的？（）A.顺序存储的线性表在插入和删除元素时，可能需要移动大量元素，效率较低B.线性表的长度可以动态变化，根据需要增加或减少存储的元素数量C.可以通过索引快速访问顺序存储线性表中的任意元素D.顺序存储的线性表适合频繁进行插入和删除操作的场景二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个顺序表中，插入和删除操作在平均情况下的时间复杂度分别是多少？并解释为什么会是这样的复杂度。2、（本题5分）阐述如何在一个具有n个元素的链表中，使用选择排序算法进行排序，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）详细说明如何在一个带权无向图中计算两个顶点之间的所有简单路径。4、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如括号匹配、进制转换等，并说明其实现原理。5、（本题5分）详细阐述归并排序在外部排序中的应用和优势。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）使用图数据结构设计一个校园网络布线规划系统，确保网络连接的可靠性和高效性。2、（本题5分）设计一个程序，在给定的循环链表中查找指定元素，输出查找结果。3、（本题5分）设计一个程序，使用堆结构实现对一组任务按照难度和重要程度进行优先级排序。4、（本题5分）设计一个程序，对一个二叉搜索树进行范围查询，输出满足条件的节点值。5、（本题5分）设计一个程序，使用普里姆算法构建一个无向图的最小生成树，并输出其边的集合。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个大型企业的人力资源管理系统需要存储员工的基本信息、工作经历、培训记录和绩效考核等。设计数据结构来组织这些数据，以便能够快速地查询员工信息、生成各类报表，并支持员工信息的更新和删除操作。2、（本题10分）一个学校的教材管理系统需要存储教材的信息，包括教材编号、教材名称、作者、出版社、库存数量、已预订数量等。系统要支持快速查找特定教材、按照库存数量对教材进行排序、新增教材采购、修改预订数量、删除不再使用的教材。请确定恰当的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，以及性能优化策略。3、（本题10分）一个在线订餐