甘肃农业职业技术学院《数据分析与数据挖掘》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据分析与数据挖掘》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、设计一个液晶显示器（LCD）的驱动电路，能够实现图像的清晰显示，具有对比度调节功能。2、假设在一个算法竞赛中，需要在有限的时间内解决一个涉及大量数据处理和复杂逻辑的问题。在选择数据结构时，以下哪个因素通常是最关键的考虑因素？（）A.空间复杂度B.时间复杂度C.代码实现的难度D.数据结构的通用性3、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4、设计一个基于霍尔传感器的电机转速测量系统，能够准确测量电机的转速，并将转速数据实时显示。5、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。6、设计一个电子秤电路，能够测量物体的重量，测量范围为0kg到10kg，精度为±0.01kg。7、设计一个基于PLC的电梯控制系统，实现电梯的上升、下降、停靠、开门、关门等逻辑控制和安全保护功能。8、设计一个温度传感器网络远程监控与预警电路，能够通过互联网远程监控温度传感器网络的工作状态，当温度异常时发出预警信号。9、线段树是一种用于处理区间查询和更新的数据结构。关于线段树的应用，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以用于快速计算数组某一区间的和、最大值、最小值等B.对于频繁的区间更新操作，线段树能够高效地处理C.线段树的构建和查询操作的时间复杂度均为O(logn)D.线段树只能用于处理数值类型的数据，不能处理其他类型的数据10、设计一个基于FPGA的数字信号调制解调系统，支持多种调制方式如QAM、OFDM等，给出硬件实现和性能测试。11、设计一个数字通信中均衡器训练和跟踪模式的切换策略，分析对系统性能的影响。12、在一个有n个顶点的无向图中，若要判断图中是否存在回路，使用深度优先遍历算法，其时间复杂度为？（）A.O(n)B.O(n+e)，其中e为边数C.O(n^2)D.O(logn)13、考虑一个任务调度系统，有多个任务按照优先级和提交时间进行调度执行。以下哪种数据结构可以有效地管理这些任务，并保证高优先级或早提交的任务先执行？（）A.优先队列，根据优先级和时间排序B.数组，通过索引访问任务C.链表，按照提交顺序存储任务D.栈，先进后出执行任务14、设计一个基于Arduino的智能家居控制系统，能够实现灯光控制、温度监测和窗帘控制，描述系统组成和通信协议。15、设计一个音频放大器噪声抑制电路，能够降低放大器的噪声水平，提高音频质量。16、设计一个数字频率合成器电路，能够产生不同频率的正弦波、方波和三角波，频率范围为1Hz到10MHz。17、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18、利用模拟电路技术，设计一个用于舞台灯光控制的调光器，能够实现灯光的平滑调节和多种灯光效果。19、设计一个基于物联网技术的智能电表抄表系统，实现远程自动抄表和数据管理。20、假设要实现一个优先级队列，其中元素的优先级可以动态改变。以下哪种数据结构和操作组合最适合？（）A.最大堆和堆调整操作B.最小堆和堆删除操作C.链表和排序操作D.数组和插入排序操作21、设计一个集成电路封装结构，满足散热、电气性能和机械强度等要求，进行封装的可靠性分析。22、设计一个基于集成电路的温度传感器电路，能够精确测量环境温度，并将温度值以数字形式输出。23、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。24、设计一个基于锁相环的时钟同步系统，能够使多个设备的时钟保持同步，同步精度不大于1μs。25、在一个最小堆中，删除堆顶元素后，需要重新调整堆以保持其性质。以下哪种操作是正确的？（）A.将最后一个元素移到堆顶，然后向下调整B.将第一个元素移到末尾，然后向上调整C.重新构建整个堆D.不进行任何操作二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在一个二叉树中，如何进行后序遍历的非递归实现？2、（本题5分）描述二叉树的遍历算法在二叉树的垂直遍历问题中的应用。3、（本题5分）详细阐述AVL树和红黑树在自平衡机制上的差异，以及它们适用的不同场景。4、（本题5分）论述在字符串匹配中，BF算法和KMP算法的原理和实现步骤，比较它们的效率。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，使用图的数据结构表示旅游路线规划网络，实现景点的最佳游览顺序和最短路径推荐功能。2、（本题5分）设计一个程序，用AC自动机进行多关键词在大文本中的快速匹配。3、（本题5分）设计一个算法，利用链表实现一个队列，模拟超市收银台的排队情况。4、（本题5分）研究AVL树在频繁更新操作下的性能瓶颈，提出可能的解决方案。5、（本题5分）设计一个程序，利用数组实现堆排序的优化版本，提高排序效率并展示过程和结果。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个在线考试系统中，需要管理考试科目、试题、考生答案和成绩等信息。设计一种数据结构来存储这些信息，实现考试科目的添加、删除、查找和修改，试题的录入和更新，考生答案的存储和成绩的计算，并能够快速查询考生的成绩和排名。2、（本题10分）某音乐播放平台需要管理大量的音乐文件信息，包括歌曲ID、歌曲名称、歌手、专辑、播放次数、下载次数等。设计数据结构来存储这些音乐信息，能够快速查找特定歌曲、按照歌手或专辑分类、更新播放和下载次数，并统计热门歌曲。3、（本题10分）某公司的项目任务分配系统需要对多个项目的任务和员工分配情况进行管理。任务信息包括任务编号、任务描述、负责人