遵义职业技术学院《数据可视化技术与应用》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据可视化技术与应用》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25个小题，每小题1分，共25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、设计一个数字电压表电流表电路，能够同时测量直流电压和电流，电压测量范围为0V到100V，电流测量范围为0A到1A，精度为±0.1V和±0.01A。2、在链表这种数据结构中，节点通过指针相互连接。假设需要频繁地在链表的头部或中间插入和删除元素。以下哪种链表结构可能是最合适的选择（）A.单向链表B.双向链表C.循环链表D.静态链表3、设计一个音频信号发生器，能够产生不同频率和幅度的正弦波、方波、三角波等信号，提供电路设计和输出信号测试结果。4、字典树（Trie）是一种用于存储字符串的数据结构。对于字典树的优势和应用，以下描述哪一项是不正确的？（）A.字典树在查找、插入和删除字符串时效率很高B.常用于文本自动完成、词频统计等应用场景C.字典树的空间利用率很高，适合存储大量的字符串D.字典树对于前缀匹配的查询操作特别有效5、设计一个音频功率放大器，采用甲乙类放大方式，输出功率为50W，负载为8Ω，给出电路原理图和元件参数选择。6、设计一个基于STM32的物联网网关，能够连接多种传感器并将数据上传到云平台，阐述系统架构和通信方式。7、设计一个简单的无线通信系统，采用合适的调制解调方式，实现短距离的数据传输，包括发射端和接收端的电路设计以及通信协议的制定。8、设计一个基于数字温度传感器的温度控制系统，通过控制加热或制冷设备，使环境温度保持在设定范围内。9、设计一个基于蓝牙的智能手表，能够显示时间、日期、天气信息，监测心率、运动步数和睡眠质量，并与手机进行数据同步。10、设计一个数字图像处理中彩色图像和灰度图像的转换和处理系统，分析处理效果。11、在一个链式存储的栈中，进行出栈操作时，如果栈为空，会发生什么情况？（）A.正常出栈，返回空值B.程序报错C.自动添加一个默认值D.等待用户输入值12、设计一个基于ZigBee技术的智能消防报警系统，能够实时监测火灾参数（如烟雾、温度等）并及时报警。13、假设要设计一个算法来找出一个整数数组中所有出现次数超过一半的元素。以下哪种数据结构和算法的结合可能是最有效的？（）A.哈希表记录元素出现次数，然后筛选出次数超过一半的元素B.排序数组，然后通过遍历找出出现次数超过一半的元素C.栈，存储元素并进行比较，难以实现此功能D.队列，先进先出，不适合统计元素出现次数14、设计一个基于ADC和DAC的模拟信号采集与回放系统，能够对音频范围内的模拟信号进行采集、数字化处理和回放，给出系统架构和性能指标分析。15、考虑一个物流配送系统，需要根据客户的地址和订单需求规划最优的配送路线。同时，要能够实时更新路况信息，并重新计算最优路线。在这种情况下，以下哪种数据结构和算法的组合最适合解决这个问题？（）A.迪杰斯特拉算法和邻接表B.弗洛伊德算法和矩阵C.广度优先搜索算法和链表D.深度优先搜索算法和栈16、栈是一种特殊的线性表，遵循特定的操作原则。以下关于栈的描述，错误的是（）A.栈的操作遵循后进先出（LIFO）原则B.入栈和出栈操作的时间复杂度都为O(1)C.栈可以用数组或链表来实现D.栈只能用于实现简单的数值计算，不能用于复杂的算法17、字典树（Trie树）常用于字符串的存储和查找。假设我们正在使用字典树处理字符串集合。以下关于字典树的描述，哪一项是不准确的？（）A.字典树利用字符串的公共前缀来节省存储空间和提高查找效率B.插入和查找操作在字典树中的时间复杂度与字符串的长度有关C.字典树可以方便地实现字符串的前缀匹配和搜索功能D.字典树适合存储大量短字符串，对于长字符串效果不佳18、设计一个用于工业自动化的激光测距系统，测量精度达到毫米级，给出系统组成和测量算法。19、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20、设计一个简单的数字电视信号接收器，能够接收和解码数字电视信号，给出硬件设计和解码算法。21、设计一个简单的无线通信系统，使用蓝牙技术实现两个设备之间的文本数据传输，传输距离不小于10米，数据传输速率不低于1Mbps。22、设计一个射频识别系统中的防碰撞算法实现方案，分析算法的效率和系统响应时间。23、利用数字逻辑电路设计一个计数器和定时器，实现计数和定时功能，并可设置不同的工作模式。24、在一个人工智能的模型训练过程中，需要存储和处理大量的训练数据和参数，并能够快速地进行迭代和优化。为了支持高效的模型训练，以下哪种数据结构和技术可能是最常用的？（）A.张量和并行计算B.链表和串行计算C.栈和递归计算D.队列和分布式计算25、设计一个基于单片机的智能家居控制系统，能够实现对灯光、窗帘、空调等设备的远程控制和智能场景切换功能。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释如何判断一个二叉树是否为对称二叉树，给出算法步骤和代码实现。2、（本题5分）简述哈希表的哈希函数设计中除留余数法的原理及优缺点。3、（本题5分）详细论述在利用二叉搜索树进行删除操作时，若删除的节点有两个子节点，如何选择替代节点并保持树的性质。4、（本题5分）详细阐述如何使用希尔排序对数组进行排序，分析其分组策略和时间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个算法，在一个带权无向图中找出所有权值相等的路径。2、（本题5分）设计一个算法，利用平衡二叉树存储书籍的ISBN号和书名，实现快速查找和插入。3、（本题5分）以哈希表为基础，设计一个酒店房间预订管理系统，能够快速查询房间的预订状态。4、（本题5分）设计一个算法，在一个链表中删除所有值为给定值的节点。5、（本题5分）给定一个整数数组，设计算法找出其中和最接近给定值的子数组。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个学校的教师教学评价管理系统需要存储教师评价信息，如教师编号、教师姓名、评价课程、评价分数、评价内容等。系统要能够快速查找特定教师的评价、按照评价分数对教师进行排序、新增评价、修改评价以及删除评价。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能分析。2、（本题10分）一个在线游戏的排行榜系统需要对玩家的得分进行实时更新和排名。得分信息以斐波那契堆的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）玩家得分增加或减少时更新