郑州工程技术学院《计算思维与算法设计基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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、在操作系统的文件系统中，文件的物理结构有多种。以下哪种物理结构适合随机访问？（）A.连续分配B.链接分配C.索引分配D.以上都不对2、计算思维强调在解决问题时考虑多种可能的解决方案。对于一个计算两个数最大公约数的问题，除了欧几里得算法，还可以使用（）A.暴力枚举法B.随机算法C.以上都不行D.以上都可以3、在当今数字化时代，计算思维对于解决复杂问题至关重要。假设你正在开发一个智能交通管理系统，需要实时处理大量的车辆位置和行驶数据，以优化交通流量和减少拥堵。在设计算法时，以下哪种策略是最为关键的？（）A.简单地按照车辆到达顺序进行处理，不考虑其他因素B.采用基于贪心算法的策略，每次选择局部最优的决策，以期望达到整体最优C.运用动态规划的方法，将问题分解为多个子问题，并通过保存子问题的解来避免重复计算，从而有效地处理大规模数据，实现全局最优的交通流量优化，这在处理复杂的实时数据和长期规划方面具有显著优势D.随机选择处理方式，不遵循任何特定的算法逻辑4、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5、当设计一款新型的智能手机应用程序时，需要充分考虑用户需求、界面友好性、功能完整性以及运行效率等多个方面。假设这款应用要处理大量的用户数据，并在不同的网络环境下稳定运行。那么，在开发过程中，以下哪个计算思维的概念对于确保应用的性能和用户体验最为关键？（）A.数据结构选择B.代码优化C.需求分析D.系统集成6、在处理大规模数据时，计算思维能够帮助我们从海量信息中提取有价值的知识。想象您正在分析一个大型电商网站的用户购买行为数据，以优化推荐系统。以下哪种策略最能体现计算思维在这个情境中的应用？（）A.随机抽取一部分数据进行简单分析，根据结果做出推测B.对所有数据进行全面的手动检查和分类C.运用数据挖掘技术，自动发现数据中的隐藏模式和关联，例如哪些商品经常被一起购买D.只关注最近一周的数据，忽略之前的历史数据7、对于计算中的数据库设计原则，以下关于范式和数据完整性的描述，不正确的是哪一项？（）A.范式是数据库设计中的规范化规则，用于减少数据冗余和提高数据的一致性，常见的范式有第一范式、第二范式和第三范式等B.数据完整性包括实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性，确保数据的准确性和可靠性C.遵循范式可以优化数据库的性能和存储，但在某些情况下，为了提高查询效率，可能会适当违反范式D.数据库设计只需要满足范式要求，就能够保证数据的完整性和系统的高性能，无需考虑其他因素8、对于计算中的云计算概念，以下关于IaaS、PaaS和SaaS的描述，不正确的是哪一项？（）A.IaaS（基础设施即服务）提供服务器、存储和网络等基础设施资源B.PaaS（平台即服务）提供平台环境，如操作系统、数据库和中间件C.SaaS（软件即服务）提供完整的应用程序，用户可以直接使用D.企业在选择云计算服务模式时，只能选择其中一种，不能根据需求组合使用9、在设计一个高效的排序算法来对大量数据进行排序时，计算思维要求我们考虑算法的时间复杂度和空间复杂度。以下哪种排序算法在大多数情况下更能体现计算思维的优势？（）A.冒泡排序，简单但效率较低B.快速排序，平均情况下性能较好C.插入排序，适用于小规模数据D.选择排序，每次选择最小元素进行排序10、在算法分析中，大O记号用于表示算法的渐近复杂度。如果一个算法的时间复杂度为O(n^2)，意味着什么？（）A.算法的执行时间与输入规模的平方成正比B.算法的执行时间与输入规模成线性关系C.算法的执行时间是固定的D.以上都不对11、对于一个需要进行大规模数值计算的科学问题，例如天气预报模型。以下哪种编程语言和计算框架能够提供高效的计算支持？（）A.Fortran语言，擅长科学计算B.JavaScript语言，用于网页开发C.Python语言，结合NumPy和SciPy库D.HTML语言，用于网页设计12、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13、关于计算中的软件工程模型，以下哪种模型更适合需求不明确的项目？（）A.瀑布模型B.增量模型C.螺旋模型D.喷泉模型14、在计算思维的模拟与仿真（SimulationandEmulation）中，以下描述错误的是：（）A.模拟与仿真是通过建立模型来模仿真实系统的行为和性能B.可以用于预测系统的未来状态、优化系统设计和评估不同策略的效果C.模拟与仿真的结果完全准确，能够替代真实系统的实验和测试D.建立有效的模拟与仿真模型需要对系统的原理和运行机制有深入的理解15、在开发一款智能语音助手时，需要处理语音识别、语义理解、对话管理等多个技术难题，并提供自然流畅的交互体验。在这个具有挑战性的任务中，以下哪种计算思维的技术和方法能够实现智能助手的高效能和高可用性？（）A.语音识别算法改进B.语义理解模型训练C.对话流程设计与优化D.以上都是16、在操作系统中，进程和线程是重要的概念。以下关于进程和线程的描述，哪一项是错误的？（）A.一个进程可以包含多个线程B.线程比进程的开销小C.进程之间的通信比线程之间的通信更复杂D.线程不能独立执行17、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18、关于计算思维中的优化问题求解，以下对于其策略和技巧的阐述，哪一个是恰当的？（）A.优化问题求解没有固定的策略和技巧，完全靠运气和直觉B.优化问题求解通常需要综合运用多种策略和技巧，如算法选择、数据结构优化、代码改进、参数调整等。在面对具体问题时，需要分析问题的特点和约束条件，选择合适的优化方法。例如，对于时间敏感的问题，可以优先考虑时间复杂度的优化；对于空间受限的情况，重点关注空间复杂度的降低。同时，利用数学分析和实验验证来评估优化效果C.优化问题求解过于复杂，对于普通的计算任务不需要考虑D.优化问题求解只适用于大型软件项目，小型程序无需关注19、对于一个需要处理海量地理空间数据的应用，比如全球气候模型或者城市规划系统。在数据存储和查询方面，以下哪种技术可能是最为有效的？（）A.关系型数据库，以表格形式存储数据B.文档型数据库，适合非结构化数据C.地理信息系统（GIS）专用数据库，能够高效地存储、管理和查询地理空间数据，支持复杂的空间操作和分析，满足处理海量地理数据的需求，为相关应用提供准确和及时的信息支持D.不使用专门的数据库，将数据存储在普通文件中20、在计算思维中，算法设计是重要的环节。对于一个需要找出一组数中的最大值的问题，以下哪种算法设计思路是不合适的（）A.依次比较每个数，记录当前最大的数B.先对数组进行排序，然后取最后一个数C.随机选择一个数作为最大值，然后与其他数比较更新D.同时比较每两个数，较大的数再与其他数比较二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）计算思维中的模型验证和验证技术是确保模型准确性和可靠性的重要环节。请解释模型验证和验证的概念和方法，如交叉验证、敏感性分析等，并举例说明在机器学习模型中的应用。2、（本题5分）计算思维在金融领域的应用越来越广泛，如风险评估、投资策略优化等。请解释在这些应用中计算思维的体现，以及如何利用数据分析和算法来做出更明智的金融决策。3、（本题5分）解释计算思维中的“可计算性”理论，说明哪些问题是可计算的，哪些是不可计算的，以及可计算性理论对于理解计算本质的意义。4、（本题5分）在计算思维中，数据结构的选择对程序的性能和效率有着重要影响。请论述常见的数据结构（如数组、链表、栈、队列、树、图等）的特点和适用场景，并举例说明如何根据具体问题选择合适的数据结构。5、（本题5分）解释计算思维中的人工智能伦理问题，讨论在算法偏见、数据隐私和就业替代等方面的挑战和应对策略。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）考虑一个音乐推荐系统，如何根据用户的音乐喜好、历史播放记录和当前流行趋势，运用计算思维为用户推荐个性化的音乐曲目。2、（本题5分）考虑一个能源管理系统，用于监测建筑物的能耗、优化设备运行和制定节能策略。请深入分析如何运用计算思维来实现节能减排和降低能源成本的目标。3、（本题5分）考虑一个智能家庭能源管理系统，能够监测电器能耗、优化用电策略和实现远程控制。请深入分析如何运用计算思维来降低家庭能源消耗。4、（本题5分）某在线旅游预订平台的酒店评价系统存在虚假评价和评价可信度低的问题。请从计算思维的角度思考如何通过数据清洗、文本分析和用户信用评估来提高评价的真实性和可靠性。5、（本题5分）在一个在线点餐系统中，要根据餐厅的库存和订单情况进行实时菜品推荐。请全面分析如何运用计算思维来提升用户点餐体验和餐厅运营效率。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）递归是