呼伦贝尔职业技术学院《计算方法及软件应用》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《计算方法及软件应用》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2分，共30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、计算思维中的迭代思想常用于解决问题。比如计算一个数的平方根，以下哪种迭代方法是常见的（）A.二分法B.随机逼近法C.牛顿迭代法D.以上都是2、在计算思维的概念中，关于问题分解（ProblemDecomposition）这一重要方法，以下描述不准确的是：（）A.问题分解是将一个复杂的大问题逐步拆解为若干个相对简单的小问题B.通过问题分解，可以使原本难以直接解决的问题变得更容易处理C.问题分解需要清晰地界定每个小问题的边界和相互关系D.问题分解只要随意将大问题切割成小部分就行，无需考虑逻辑和关联性3、在一个大型数据库系统中，需要频繁地执行复杂的查询操作。为了提高查询性能，以下哪种数据库优化技术可能是最为关键的？（）A.不建立任何索引，直接进行查询B.合理地创建索引，包括主键索引、唯一索引和普通索引等，根据查询的特点和数据的分布情况选择合适的索引类型和字段，能够显著提高查询的执行效率，减少数据检索的时间成本，优化数据库的性能C.随意创建大量的索引，不考虑其对数据插入和更新的影响D.不进行任何数据库优化，依靠硬件性能提升查询速度4、计算思维中的问题抽象是一种重要的思维方法。以下关于问题抽象的描述中，错误的是？（）A.问题抽象是将一个具体的问题转化为一个抽象的数学模型或计算模型的过程B.问题抽象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C.问题抽象可以使用多种方法，如数学建模、逻辑推理、图形表示等D.问题抽象只适用于计算机科学领域的问题，在其他领域的问题中没有实际价值5、在计算机图形处理中，抗锯齿技术用于提高图像的质量。以下哪种抗锯齿方法效果较好但计算成本较高？（）A.超级采样抗锯齿B.多重采样抗锯齿C.形态学抗锯齿D.以上都不对6、关于计算中的图算法，以下对于最短路径算法（如Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法）的原理、适用范围和性能比较的描述，哪一项是恰当的？（）A.Dijkstra算法用于求解单源最短路径问题，即从一个源点到其他所有顶点的最短路径；Floyd-Warshall算法用于求解任意两点之间的最短路径。Dijkstra算法的时间复杂度为O(|V|^2)或O(|E|log|V|)，Floyd-Warshall算法的时间复杂度为O(|V|^3)。在稀疏图中，Dijkstra算法通常更有效；在稠密图中，Floyd-Warshall算法可能更合适B.Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法在原理和适用范围上完全相同，可以随意选择使用C.最短路径算法只适用于交通网络等特定领域，在其他领域没有应用价值D.Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法的性能都很差，已经被新的算法所取代7、对于计算中的数据压缩算法，以下关于无损压缩（如霍夫曼编码）和有损压缩（如JPEG压缩）的原理、特点和应用场景的描述，哪一项是恰当的？（）A.无损压缩通过去除数据中的冗余信息来减少存储空间，压缩后可以完全恢复原始数据，适用于对数据准确性要求高的场合，如文本文件；有损压缩则通过丢弃一些不太重要的信息来实现更高的压缩比，压缩后无法完全恢复原始数据，适用于图像、音频和视频等对一定误差可接受的多媒体数据B.无损压缩和有损压缩的原理和应用场景完全相同，可以相互替代使用C.数据压缩算法只适用于大型数据文件，对于小型数据没有必要使用D.有损压缩的效果总是比无损压缩好，应该优先使用有损压缩8、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9、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10、在处理一个涉及加密和解密的通信系统时，计算思维对于保障信息安全和效率至关重要。以下哪种方法更能体现计算思维？（）A.使用简单的对称加密算法，如DES，不考虑密钥管理B.采用非对称加密算法，如RSA，结合数字证书进行身份验证和密钥交换C.不进行加密，直接传输明文数据D.使用一种过时的加密算法，不考虑其安全性漏洞11、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、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13、在软件工程中，如果要开发一个可维护、可扩展的软件系统。以下哪种设计原则和模式是需要遵循的？（）A.单一职责原则，每个模块只负责一个功能B.开放封闭原则，对扩展开放，对修改封闭C.依赖倒置原则，高层模块不依赖底层模块细节D.以上原则和模式的综合运用14、在计算思维中，对于一个评估算法性能的实验，以下哪个因素不是必须控制的（）A.输入数据的规模B.计算机的硬件配置C.算法的实现细节D.以上都是必须控制的15、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二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述计算思维中的“计算思维在环境保护中的应用”，说明在环境监测、污染治理、资源保护等方面如何运用计算思维实现生态文明建设。2、（本题5分）详细说明计算思维中的拓扑学中的基本概念和性质，论述在网络拓扑和几何建模中的应用。3、（本题5分）详细阐述计算思维中的计算情报学中的信息收集和分析处理，论述在情报工作中的应用。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面论述计算思维中的模型建立与验证。探讨如何根据实际问题建立数学模型或计算模型，并通过实验和数据分析来验证模型的有效性和准确性。举例说明在科学计算、经济预测等领域中的模型建立与验证过程。2、（本题5分）在机器人控制和路径规划中，精确的计算和实时响应是必要的。请深入探讨计算思维在机器人运动控制和路径规划算法中的应用，如PID控制、A*算法、动态窗口法，并且结合实际的机器人应用场景说明其效果。3、（本题5分）全面论述计算思维中的生物信息学中的计算方法。研究基因序列分析、蛋白质结构预测等生物信息学问题中的计算模型和算法，分析计算思维在推动生物科学研究中的作用。4、（本题5分）在气象预测中，计算思维为准确预报天气提供了支持。请详细探讨气象数据的采集、处理和预测模型的建立。分析如何运用计算思维优化气象算法，提高预测的精度和时效性，结合极端天气事件的预测案例，探讨计算思维在气象领域的重要性和应用前景。5、（本题5分）在软件开发过程中，软件测试是保证软件质量的重要环节。请详细论述软件测试的原则、方法和策略，包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试等。分析如何设计有效的测试用例，发现软件中的缺陷和错误，并通过测试驱动开发等方法提高软件开发的效率和质量。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某旅游预订平台的用户个性化推荐功能效果不佳，不能满