湖南警察学院《数据可视化方法与实践》2023-2024学年第二学期期末试卷

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页湖南警察学院《数据可视化方法与实践》

2023-2024学年第二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30个小题，每小题1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、设计一个基于超声波传感器的距离测量系统，能够测量物体与传感器之间的距离，并显示测量结果。2、设计一个数字温度计液位计电路，能够同时测量环境温度和液体液位高度，温度精度为±0.1℃，液位测量范围为0cm到100cm，精度为±1cm。3、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4、在一个多线程环境中，多个线程需要同时访问和修改一个共享的数据结构。为了保证数据的一致性和线程安全，以下哪种数据结构可能是最合适的？（）A.线程安全的链表，通过加锁机制保证并发访问的正确性B.普通的数组，需要额外的同步机制来保证线程安全C.线程安全的哈希表，提供了内置的同步机制D.树，结构复杂，线程安全实现难度较大5、设计一个数字音频处理中的音频均衡器参数自动调整系统，分析调整效果。6、设计一个基于单片机的智能电表远程抄表系统，能够通过电力线载波通信将电表数据传输到集中器，实现远程抄表功能。7、使用单片机设计一个智能火灾报警系统，能够检测火灾迹象并及时发出警报和通知相关人员。8、在二叉树的遍历中，先序遍历、中序遍历和后序遍历是三种常见的方式。若已知一棵二叉树的先序遍历和中序遍历序列，以下说法错误的是（）A.可以唯一确定这棵二叉树B.能够推导出后序遍历序列C.不能确定该二叉树的高度D.无法确定每个节点的具体位置9、设计一个简单的图像采集与处理系统，能够使用摄像头采集图像，并进行灰度化、二值化等基本处理，展示系统的硬件组成和软件算法。10、设计一个基于ZigBee技术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状态监测。11、设计一个数字存储示波器触发电路，能够根据特定的信号条件触发示波器的采样，提高测量的准确性。12、设计一个基于光电二极管和运放的光功率测量系统，能够测量不同波长的光功率。13、设计一个光通信中的掺铒光纤放大器（EDFA）驱动电路，实现对EDFA的稳定驱动和增益控制。14、设计一个简单的无线充电系统，输出功率为5W，效率不低于70%，说明系统原理和关键部件。15、考虑一个图的最短路径问题，迪杰斯特拉（Dijkstra）算法是一种常见的求解方法。假设图中存在负权边，以下关于Dijkstra算法的适用性，哪个说法是正确的（）A.仍然适用，可以求出最短路径B.可能会得到错误的结果C.无法运行D.会自动将负权边转换为正权边16、设计一个基于加速度传感器的振动监测系统，能够监测设备的振动情况，并进行故障预警。17、设计一个光耦隔离的模拟量输入模块，实现对0至5V模拟信号的隔离采集，给出电路参数和应用示例。18、数据结构与算法的关系紧密相连。以下关于数据结构与算法关系的描述，不正确的是：（）A.数据结构是算法的基础，算法依赖于特定的数据结构B.不同的数据结构可以用于实现相同的算法，效果可能不同C.算法的设计和选择会影响数据结构的使用和效率D.数据结构和算法是相互独立的，没有关联19、设计一个基于单片机的智能路灯控制系统，能够根据环境光照强度自动调节路灯的亮度，实现节能控制。20、设计一个基于数字逻辑电路的简易密码锁系统，要求输入正确密码才能开锁，密码可由用户自行设定，同时具备错误输入次数限制及报警功能。21、考虑一个计算机网络中的路由表存储，其中包含目标网络地址和对应的下一跳信息。为了能够快速查找路由表以确定数据包的转发路径，以下哪种数据结构可能是最合适的？（）A.二叉树，按地址大小排序存储B.哈希表，通过地址计算索引C.链表，顺序存储路由信息D.Trie树（字典树），高效匹配网络地址22、链表是另一种重要的数据结构，与数组相比具有不同的特点。以下关于链表的描述，不正确的是：（）A.链表中的元素通过指针链接在一起，存储位置可以是不连续的，插入和删除操作只需修改指针，效率较高B.单向链表只能从表头向表尾遍历，而双向链表可以从表头和表尾双向遍历，更加灵活C.链表的查找操作需要从头节点依次遍历，效率相对较低，但在不知道元素位置的情况下仍能进行插入和删除D.链表不需要预先分配连续的存储空间，因此不会出现存储空间浪费的情况，且其内存使用效率总是高于数组23、设计一个基于STM32H7的高性能嵌入式系统，能够运行复杂的实时操作系统和应用程序，给出硬件架构和软件环境搭建。24、在一个需要对电话号码进行存储和快速检索的场景中，以下哪种数据结构可能是最优的选择？（）A.二叉搜索树，按照电话号码的数字大小进行存储和查找B.哈希表，通过合适的哈希函数可以快速定位电话号码C.跳表，提供了较好的查找性能，但实现相对复杂D.线段树，主要用于区间操作，不适合电话号码检索25、设计一个基于Zigbee技术的无线传感器网络节点，实现环境参数的采集和传输，描述节点的硬件结构和软件通信协议。26、设计一个基于FPGA的数字频率合成器，输出频率稳定度优于10^-6，相位噪声低于-100dBc/Hz@1kHz。27、对于一个需要快速计算一个字符串的所有子串的问题，以下哪种数据结构和算法的组合可能是最有效的？（）A.后缀数组和相关算法B.前缀树和遍历C.链表和字符串操作D.数组和循环28、设计一个数字锁相环电路，能够实现对输入信号的频率和相位跟踪，给出电路结构和参数计算。29、设计一个模拟集成电路中的反馈放大器，实现特定的增益和带宽要求，分析反馈对稳定性的影响。30、设计一个太阳能热水器控制器远程控制电路，能够通过手机或电脑远程控制热水器的工作状态，并且具有故障报警功能。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个仓库的货物分类管理系统需要对不同类型的货物进行分类存储和管理，包括货物编号、货物名称、货物类别、货物数量、存放位置等信息。系统要支持快速查找特定类别货物、按照货物数量对货物进行排序、新增货物类别、修改货物信息、删除货物。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能分析。2、（本题5分）某电商平台的促销活动管理系统需要记录活动信息、参与商品、优惠规则和用户参与情况等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现活动的创建、修改和删除，参与商品的添加和删除，优惠规则的设置和计算，以及用户参与情况的记录和统计，并能够实时监控活动效果和调整策略。3、（本题5分）一个在线健身课程平台需要管理课程视频、学员的学习进度、打卡记录和教练评价。设计数据结构来优化用户体验和课程管理。4、（本题5分）某物流企业的货物跟踪系统需要记录货物的发货地、收货地、运输路径、当前位置、预计到达时间等信息。设计数据结构来实时更新货物运输状态，支持按发货地、收货地等条件进行查询，能够及时处理运输过程中的异常情况。5、（本题5分）假设一个在线投票系统需要记录投票主题、选项和投票人的投票情况。投票主题包括主题ID、主题名称、开始时间、结束时间，选项包括选项ID、主题ID、选项内容，投票情况包括投票人ID、主题ID、选项ID。请设计数据结构来存储这些数据，能够快速统计每个选项的票数、查询投票结果、防止重复投票，并在投票结束后生成投票报告。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释如何在一个有序链表中删除重复节点，只保留一个。2、（本题5分）详细解释在一个具有n个顶点的无向图中，如何使用深度优先搜索算法来判断是否存在环。3、（本题5分）详细说明如何在一个无向图中判断是否为二部图，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。4、（本题5分）解释如何将一个有序链表和一个无序链表合并成一个有序链表，给出算法步骤和实现代码，并分析