黑龙江科技大学《数据可视化方法与实践》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、设计一个基于数字电位器的音量调节系统，能够实现对音频信号音量的连续调节，且调节范围可设定。2、利用射频技术设计一个4G通信模块，实现高速数据传输和语音通信功能。3、设计一个温度控制系统扩展电路，能够增加温度控制的精度和稳定性，并且具有远程控制功能。4、设计一个基于LDO的低压差线性稳压器，输出电压为3.3V，最大输出电流为1A，给出电路原理图和性能分析。5、设计一个基于单片机的智能门禁系统，能够通过指纹识别、密码输入或刷卡方式进行身份验证，控制门的开关。6、考虑到一个在线游戏的排行榜系统，需要根据玩家的得分实时更新排名，并能够快速获取前几名玩家的信息。在这种情况下，以下哪种数据结构能够有效地支持排名的动态更新和高效查询？（）A.平衡二叉树B.斐波那契堆C.完全二叉树D.伸展树7、在图结构的应用中，假设要为一个城市的交通网络建模，其中节点表示交叉路口，边表示道路，并且需要计算两个地点之间的最短路径。以下哪种图算法最适合解决这个问题？（）A.深度优先搜索B.广度优先搜索C.Dijkstra算法D.Floyd-Warshall算法8、在一个需要对大量整数进行排序，并且内存空间有限的情况下。以下哪种排序算法可能比较适合？（）A.归并排序B.冒泡排序C.桶排序D.选择排序9、在一个长度为n的字符串中，使用朴素的模式匹配算法查找一个长度为m的子串，其最坏情况下的时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(m)C.O(nm)D.O(n+m)10、运用集成电路工艺，设计一款用于无人机的飞行控制芯片，具备稳定的姿态控制和导航功能。11、设计一个基于DSP的图像压缩系统，实现对图像数据的高效压缩，给出系统的硬件实现和算法优化。12、利用电力电子技术设计一个电动汽车充电桩的功率模块，实现高效充电和电能转换。13、设计一个数字频率计数器扩展电路，能够将频率计的测量范围扩展到1GHz，精度为±1Hz。14、设计一个数字信号发生器电路，能够产生不同类型的数字信号，如脉冲信号、方波信号、正弦波信号等，信号频率和幅度可调节。15、设计一个高频射频收发器电路，工作频率在2.4GHz，支持蓝牙和ZigBee通信，给出电路结构和性能指标。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释什么是斐波那契堆，并说明其特点和应用场景。2、（本题5分）详细论述在一个具有n个顶点的有向图中，如何判断是否为有向无环图。3、（本题5分）详细阐述计数排序的局限性和适用条件。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线论坛需要对帖子和回复进行管理。帖子和回复以双向链表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按照发布时间顺序输出帖子和回复；（2）将热门帖子置顶；（3）删除某个违规的帖子或回复；（4）统计每个帖子的回复数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）一个电商网站的商品评论管理系统需要存储商品评论信息，包括评论编号、商品编号、评论内容、评论者、评论时间等。系统要实现快速查找特定商品的评论、按照评论时间对评论进行排序、新增评论、删除不良评论。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化策略。3、（本题5分）某电商平台的推荐系统需要根据用户的购买历史、浏览记录和收藏夹等信息为用户推荐商品。设计一种数据结构来存储用户行为信息，实现商品的推荐算法，并能够实时更新推荐结果以适应用户兴趣的变化。4、（本题5分）一个电商网站的推荐系统需要根据用户的浏览历史和购买行为为用户推荐相关商品。用户的行为数据以字符串的形式存储，使用后缀树来处理这些数据。请设计算法实现以下功能：（1）查找具有相似浏览历史的用户；（2）根据用户的当前浏览行为预测可能感兴趣的商品；（3）更新用户的行为数据；（4）处理大量用户数据时，如何优化后缀树的性能。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）一个在线心理咨询平台需要记录咨询者的问题、咨询师的回答和咨询进度。设计数据结构来保护用户隐私，并支持咨询记录的查询和统计。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）以哈希表为基础，设计一个在线音乐平台歌曲热度统计系统，能够实时更新歌曲的热