湖南工业大学科技学院《数据可视化方法》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页湖南工业大学科技学院《数据可视化方法》

2023-2024学年第一学期期末试卷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2分，共40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、栈和队列在计算机程序设计中有广泛的应用。以下关于栈和队列应用场景的描述，错误的是：（）A.栈可以用于表达式求值、函数调用等B.队列可以用于实现广度优先搜索、任务调度等C.栈和队列不能同时用于一个程序中，会导致冲突D.栈和队列可以用于实现递归算法的非递归形式2、假设要实现一个文本编辑器中的撤销和重做功能，需要能够高效地存储操作历史，并支持快速的回退和前进。以下哪种数据结构可能是最佳选择？（）A.数组，存储固定数量的操作历史，扩展困难B.双向链表，方便在两端进行插入和删除操作，适合存储操作历史C.树，结构复杂，不太适合存储简单的操作历史D.哈希表，查找效率高，但不便于维护操作的顺序3、基于通信编码技术设计一个纠错编码系统，能够对传输的数据进行编码和纠错，提高数据传输的可靠性。4、设计一个基于FPGA的数字频率计，能够测量输入信号的频率，具有较高的测量精度和较宽的测量范围。5、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6、使用集成电路设计一个ADC转换器，给出转换精度、速度和功耗等性能指标，并进行电路实现。7、在一个数据库的索引结构中，如果需要支持范围查询（例如查找年龄在20到30岁之间的用户），以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.B树，便于范围查找B.二叉搜索树，快速定位节点C.哈希表，直接获取特定键的值D.栈，存储查询过程中的中间结果8、运用电子信息工程知识，设计一个智能交通信号灯自适应控制系统，根据实时交通流量调整信号灯时间。9、利用射频技术设计一个无线传感器网络的网关设备，实现传感器节点与上位机之间的数据通信和协议转换。10、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。对于归并排序的过程和特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.归并排序将数组不断地分成两半，分别进行排序，然后将排序好的两部分合并起来B.归并排序在任何情况下的时间复杂度均为O(nlogn)，空间复杂度为O(n)C.归并排序是一种稳定的排序算法，能够保持相同元素的相对顺序D.归并排序在处理大规模数据时，性能不如快速排序和冒泡排序11、在排序算法的稳定性方面，插入排序是一种稳定的排序算法。这意味着在排序过程中（）A.相同元素的相对顺序不会改变B.排序速度较快C.不需要额外的存储空间D.以上都不是12、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13、在数据结构的排序算法中，归并排序是一种稳定的排序方法。假设我们正在使用归并排序对数组进行排序。以下关于归并排序的描述，哪一项是不准确的？（）A.归并排序的基本思想是将数组分成两半，分别排序后再合并B.归并排序的时间复杂度在任何情况下都是O(nlogn)C.归并排序在合并过程中需要额外的辅助空间，其空间复杂度为O(n)D.归并排序是一种原地排序算法，不需要额外的存储空间14、在数据结构中，散列表（哈希表）用于快速查找数据。以下关于散列表的描述，错误的是（）A.散列函数的设计对散列表的性能有很大影响B.处理冲突的方法有开放地址法和链地址法C.散列表的查找时间复杂度始终为O(1)D.散列表的装填因子会影响其性能15、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。以下关于归并排序的叙述，错误的是：（）A.归并排序将待排序序列分成若干个子序列，然后将子序列合并成有序序列B.归并排序在最坏、平均和最好情况下的时间复杂度均为O(nlogn)C.归并排序是一种稳定的排序算法D.归并排序的空间复杂度较高16、设计一个基于FPGA的图像边缘检测系统，能够对输入的灰度图像进行实时边缘检测，采用Sobel算子，给出硬件架构和Verilog代码实现。17、考虑到一个视频编码系统，需要对连续的帧数据进行压缩和存储，同时能够快速地读取和解码特定帧的数据。以下哪种数据结构可以用于优化这个过程？（）A.环形缓冲区B.链表C.数组D.栈18、设计一个无线传感器网络节点电路，能够采集环境数据并通过无线方式传输到中心节点，节点具有低功耗和自组网功能。19、设计一个基于蓝牙低能耗（BLE）技术的智能手环通信系统，实现与手机的数据交互和健康监测功能。20、设计一个基于数字图像处理技术的车牌识别系统，能够对输入的车辆图像进行车牌定位、字符分割和识别，阐述算法流程和实现方法。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）对于一个具有n个顶点的无向图，如何使用广度优先搜索算法判断两个顶点之间是否存在路径？2、（本题5分）论述在一个具有n个元素的链表中，如何实现链表的复制操作。3、（本题5分）详细阐述B树中如何处理节点的删除导致下溢的情况。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，使用堆结构存储一组学生的考试成绩，实现成绩的优先级排序和查询。2、（本题5分）设计一个算法，利用平衡二叉树存储学生的学号和绩点，实现绩点的范围查找和统计。3、（本题5分）设计一个程序，实现对二叉搜索树的前序遍历的迭代器实现，方便对二叉搜索树进行遍历。4、（本题5分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个旅游景点的门票销售记录信息，支持按日期和门票类型进行统计。5、（本题5分）设计一个程序，利用左偏树解决资源分配中的优先问题。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）在一个在线投票系统中，需要记录每个投票选项的票数，并实时显示投票结果。设计一种数据结构和算法，能够高效地处理投票操作，防止重复投票，并快速地统计和展示投票结果。2、（本题10分）某音乐平台需要对用户的