长沙南方职业学院《数据可视化技术实训》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、基于通信加密技术设计一个数据加密传输系统，保证数据在传输过程中的安全性和保密性。2、设计一个基于蓝牙5.0技术的无线耳机系统，具备稳定的音频传输、低延迟和长续航功能。3、设计一个基于ZigBee技术的智能农业环境监测系统，能够实时监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数。4、在数据结构的性能评估中，除了时间复杂度和空间复杂度，还有其他因素需要考虑。假设我们正在评估一个数据结构的性能。以下关于性能评估的描述，哪一项是不准确的？（）A.数据结构的实现细节、代码的可读性和可维护性也会影响其在实际应用中的性能B.不同的硬件平台和操作系统可能会对数据结构的性能产生影响C.对于实时性要求高的系统，平均性能比最坏性能更重要D.只需要关注数据结构在理论上的时间复杂度和空间复杂度，实际的运行环境对性能影响不大5、设计一个数字信号处理系统，能够对语音信号进行降噪处理，给出系统的硬件架构和软件算法实现。6、设计一个基于FPGA的图像旋转系统，能够对输入图像进行90度、180度和270度旋转，说明算法和硬件实现。7、设计一个太阳能充电器电路，能够将太阳能转换为电能，为手机、平板电脑等设备充电，输出电压为5V。8、利用射频技术设计一个蓝牙音频耳机，实现高质量的无线音频传输和控制功能。9、设计一个通信系统中的扩频通信模块，实现某种扩频方式，分析其抗干扰性能和传输效率。10、设计一个音频放大器，采用D类放大方式，效率达到90%以上，在8Ω负载下输出功率不小于30W，给出电路设计和电磁兼容考虑。11、考虑用数据结构来实现一个字典功能，要求能够快速插入、删除和查找元素。以下哪种数据结构可能是最合适的（）A.红黑树B.跳表C.堆D.以上数据结构都可以12、假设要实现一个可以快速查找两个节点之间是否存在路径的图数据结构。以下哪种表示方法和搜索算法的组合最适合？（）A.邻接矩阵和深度优先搜索B.邻接表和广度优先搜索C.邻接矩阵和广度优先搜索D.邻接表和深度优先搜索13、设计一个基于微波技术的车载雷达测速系统，能够准确测量车辆行驶速度。14、设计一个图像处理中基于区域的图像分割效果评估系统，包括准确性和边界完整性等指标。15、图是一种复杂的数据结构，用于表示对象之间的关系。在图的存储方式中，邻接矩阵和邻接表是常见的两种方法。对于一个具有n个顶点的无向图，如果采用邻接矩阵存储，其空间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)16、设计一个高频开关电源，输出电压为24V/10A，效率不低于85%，给出拓扑结构选择和元件参数计算。17、利用数字逻辑电路设计一个数字频率计，能够测量输入信号的频率，给出测量精度和范围。18、使用集成电路设计一个乘法器，给出乘法运算的速度和精度要求，并进行电路设计和优化。19、设计一个基于Arduino的智能环境调节系统，能够根据室内温度、湿度和CO2浓度自动调节空调、加湿器和通风设备。20、设计一个基于PLC的自动化生产线控制系统，能够实现对物料输送、加工、装配等环节的顺序控制和故障报警。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述如何在一个有向图中判断是否存在回路，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）解释图的连通性问题的高级算法，如Tarjan算法、Kosaraju算法等的原理及应用场景。3、（本题5分）简述数据结构中栈的定义、特点及基本操作，并举例说明栈在实际中的应用。4、（本题5分）详细说明Trie树的结构和应用场景，以及如何在Trie树中进行插入、查找和删除操作。5、（本题5分）解释在平衡二叉搜索树中，如何通过平衡调整操作提高树的查找性能。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，使用堆排序算法对一组结构体（包含商品的编号和价格）按照编号进行排序。2、（本题5分）设计一个算法，在一个堆中删除第k大的元素。3、（本题5分）设计一个算法，利用哈希表存储商品的条形码和价格，实现条形码的快速识别和价格查询。4、（本题5分）设计一个程序，使用图结构表示城市之间的道路连接，实现最短路径的查询和显示。5、（本题5分）设计一个优先队列，用于实现任务调度，考虑不同优先级和时间要求。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某在线宠物领养平台需要记录宠物的信息、领养人的申请和审核状态。设计一种数据结构和算法，确保宠物能够找到合适的领养家庭。2、（本题10分）一个在线教育平台的作业批改系统需要记录学生的作业提交情况、批改结果和教师评语。设计数据结构来方便教师查阅和统计学生的作业表现。3