連云港師范高等?？茖W(xué)?！队?jì)算思維導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁連云港師范高等?？茖W(xué)?！队?jì)算思維導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、假設(shè)要開發(fā)一個(gè)能夠自動(dòng)識別圖像中物體的移動(dòng)軌跡的系統(tǒng)。在圖像處理和特征提取方面，以下哪種方法可能是最為有效的？（）A.直接使用原始圖像像素進(jìn)行分析，計(jì)算量大且效果不佳B.提取圖像的邊緣、輪廓等簡單特征C.利用深度學(xué)習(xí)中的目標(biāo)檢測算法，如YOLO或FasterR-CNN，能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)和提取圖像中物體的高級特征，準(zhǔn)確地識別和跟蹤物體的移動(dòng)軌跡，為相關(guān)應(yīng)用提供高效和準(zhǔn)確的解決方案D.不進(jìn)行任何特征提取，隨機(jī)猜測物體的移動(dòng)軌跡2、在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的存儲層次中，緩存未命中時(shí)的處理方式有多種。以下哪種方式可以減少未命中的損失？（）A.回寫B(tài).直寫C.預(yù)取D.以上都不對3、在計(jì)算思維的排序算法評估中，以下關(guān)于常見排序算法性能的比較，哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.所有的排序算法性能都一樣，沒有差別B.常見的排序算法如冒泡排序、插入排序、選擇排序、快速排序、歸并排序等在時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度上有所不同。冒泡排序、插入排序和選擇排序的時(shí)間復(fù)雜度較高，適用于小規(guī)模數(shù)據(jù)；快速排序在平均情況下性能優(yōu)秀，但最壞情況較差；歸并排序的時(shí)間復(fù)雜度穩(wěn)定。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)規(guī)模、數(shù)據(jù)特點(diǎn)和性能要求選擇合適的排序算法C.排序算法的性能只取決于數(shù)據(jù)的初始順序，與算法本身無關(guān)D.最新的排序算法總是比傳統(tǒng)的排序算法性能好，應(yīng)該優(yōu)先使用4、關(guān)于計(jì)算中的模擬退火算法，以下對于其靈感來源、算法流程和應(yīng)用領(lǐng)域的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.模擬退火算法靈感來源于固體退火過程，通過模擬溫度下降時(shí)固體的能量狀態(tài)變化來尋找最優(yōu)解。算法流程包括初始化、生成新解、計(jì)算能量差、根據(jù)概率接受新解和逐漸降低溫度等步驟。它適用于解決組合優(yōu)化問題，如旅行商問題、背包問題等B.模擬退火算法是一種隨機(jī)算法，無法保證得到最優(yōu)解，因此沒有實(shí)用價(jià)值C.模擬退火算法的計(jì)算復(fù)雜度很高，不適合處理大規(guī)模問題D.模擬退火算法只適用于理論研究，在實(shí)際工程中很少使用5、在一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練過程中，出現(xiàn)了過擬合的現(xiàn)象，即模型在訓(xùn)練數(shù)據(jù)上表現(xiàn)很好，但在新的數(shù)據(jù)上表現(xiàn)不佳。以下哪種方法可能是最有效地解決過擬合問題？（）A.增加訓(xùn)練數(shù)據(jù)的數(shù)量和多樣性，引入正則化項(xiàng)，如L1和L2正則化，或者使用隨機(jī)森林等集成學(xué)習(xí)方法，能夠有效地減少模型的復(fù)雜度，提高其泛化能力，避免過擬合現(xiàn)象，使模型在新的數(shù)據(jù)上也能保持較好的預(yù)測性能B.繼續(xù)使用相同的數(shù)據(jù)和模型，不做任何改變C.減少模型的參數(shù)數(shù)量，降低模型的復(fù)雜度D.不處理過擬合問題，直接使用模型6、關(guān)于計(jì)算中的貪心算法的局限性，以下對于可能導(dǎo)致無法得到最優(yōu)解的情況和應(yīng)對策略的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.貪心算法在某些情況下只考慮當(dāng)前的局部最優(yōu)選擇，而忽略了整體的最優(yōu)解。例如在背包問題中，如果物品的價(jià)值和重量比例不是單調(diào)的，貪心算法可能無法得到最優(yōu)解。為了應(yīng)對這種情況，可以使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃或回溯法等更全面的搜索算法來尋找最優(yōu)解B.貪心算法總是能夠得到最優(yōu)解，不存在局限性C.貪心算法的局限性無法克服，因此不應(yīng)該使用貪心算法D.貪心算法的局限性只在理論上存在，在實(shí)際應(yīng)用中很少出現(xiàn)7、對于一個(gè)需要進(jìn)行圖像壓縮的應(yīng)用，比如在有限的存儲空間中存儲大量的高清圖片。在選擇圖像壓縮算法時(shí)，以下哪種算法可能是最能在保證圖像質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)高壓縮比的？（）A.無損壓縮算法，如ZIP壓縮，完全保留原始圖像信息，但壓縮比較低B.有損壓縮算法中的JPEG算法，通過去除人眼不太敏感的信息來實(shí)現(xiàn)較高的壓縮比，同時(shí)在一定程度上保持圖像質(zhì)量C.不進(jìn)行圖像壓縮，直接存儲原始圖像D.選擇一種非常復(fù)雜但效果不明顯的壓縮算法8、當(dāng)考慮計(jì)算思維中的圖論（GraphTheory）應(yīng)用時(shí)，以下哪種說法是不正確的？（）A.圖論用于研究點(diǎn)和邊組成的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)和關(guān)系B.它在網(wǎng)絡(luò)路由、社交網(wǎng)絡(luò)分析、交通規(guī)劃等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用C.圖的遍歷算法、最短路徑算法、最小生成樹算法等是圖論中的重要算法D.圖論只適用于理論研究，在實(shí)際問題中難以直接應(yīng)用9、關(guān)于計(jì)算思維中的網(wǎng)絡(luò)通信原理，在實(shí)現(xiàn)信息的快速準(zhǔn)確傳輸方面，以下哪一項(xiàng)解釋是最易懂的？（）A.網(wǎng)絡(luò)通信基于分層的體系結(jié)構(gòu)，如OSI模型和TCP/IP模型。通過物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層等各層的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的封裝、路由選擇、差錯(cuò)控制、流量控制等功能，確保信息在網(wǎng)絡(luò)中的可靠傳輸。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如IP、TCP、UDP等起著關(guān)鍵的作用B.網(wǎng)絡(luò)通信原理非常復(fù)雜，普通人無法理解，只需要知道如何使用網(wǎng)絡(luò)即可C.網(wǎng)絡(luò)通信的速度和質(zhì)量主要取決于網(wǎng)絡(luò)帶寬，其他因素如協(xié)議和算法的影響較小D.網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)非常成熟，不需要進(jìn)一步的研究和創(chuàng)新10、對于計(jì)算思維中的數(shù)值計(jì)算（NumericalComputation），以下說法錯(cuò)誤的是：（）A.數(shù)值計(jì)算用于求解數(shù)學(xué)中的數(shù)值問題，如求解方程、積分、微分等B.數(shù)值計(jì)算方法可能存在誤差，需要進(jìn)行誤差分析和控制C.可以使用數(shù)值逼近、迭代法等技術(shù)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算D.數(shù)值計(jì)算在計(jì)算機(jī)科學(xué)中不重要，主要是數(shù)學(xué)領(lǐng)域的研究內(nèi)容11、關(guān)于計(jì)算中的并行計(jì)算，以下對于并行算法的設(shè)計(jì)原則、性能提升因素和面臨的挑戰(zhàn)的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.并行算法的設(shè)計(jì)原則包括任務(wù)分解、數(shù)據(jù)劃分、通信優(yōu)化和負(fù)載均衡等。通過合理的并行化，可以顯著提高計(jì)算性能，但也面臨著數(shù)據(jù)依賴、同步開銷、通信延遲等挑戰(zhàn)。性能提升的因素包括處理器數(shù)量、任務(wù)并行度、數(shù)據(jù)局部性等B.并行計(jì)算只適用于超級計(jì)算機(jī)和大型數(shù)據(jù)中心，對于普通個(gè)人電腦沒有意義C.并行算法的設(shè)計(jì)非常簡單，不需要考慮太多因素，只要將任務(wù)分配到多個(gè)處理器上就行D.并行計(jì)算總是能夠帶來線性的性能提升，即處理器數(shù)量增加一倍，性能也提升一倍12、當(dāng)研究計(jì)算思維中的優(yōu)化策略（OptimizationStrategy）時(shí)，以下哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.優(yōu)化策略旨在提高程序或算法的性能、效率或資源利用率B.可以從時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度、代碼可讀性等方面進(jìn)行優(yōu)化C.優(yōu)化是一個(gè)不斷迭代的過程，需要根據(jù)實(shí)際效果進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)D.一旦達(dá)到了一定的優(yōu)化效果，就無需再繼續(xù)尋找更優(yōu)的解決方案13、在計(jì)算思維的并行計(jì)算概念中，以下關(guān)于其優(yōu)勢和挑戰(zhàn)的描述，哪一個(gè)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.并行計(jì)算通過同時(shí)利用多個(gè)計(jì)算資源（如多核處理器、計(jì)算機(jī)集群）來加速計(jì)算任務(wù)。其優(yōu)勢在于能夠顯著縮短處理大規(guī)模數(shù)據(jù)和復(fù)雜問題的時(shí)間，提高計(jì)算效率。然而，并行計(jì)算也面臨著任務(wù)分解、數(shù)據(jù)分配、同步和通信等挑戰(zhàn)，需要精心設(shè)計(jì)算法和程序架構(gòu)，以充分發(fā)揮并行性能并避免資源競爭和死鎖等問題B.并行計(jì)算雖然能夠提高計(jì)算速度，但由于其復(fù)雜性和高成本，在大多數(shù)情況下不值得采用C.并行計(jì)算只適用于科學(xué)計(jì)算和高性能計(jì)算領(lǐng)域，對于普通的應(yīng)用程序開發(fā)沒有意義D.并行計(jì)算是一種全新的、獨(dú)立的計(jì)算模式，與傳統(tǒng)的串行計(jì)算沒有任何關(guān)系14、在程序設(shè)計(jì)語言的并發(fā)編程中，線程同步的方法有多種。以下哪種方法可以實(shí)現(xiàn)互斥訪問？（）A.信號量B.管程C.條件變量D.以上都是15、在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的三維建模中，多邊形建模和參數(shù)化建模各有優(yōu)缺點(diǎn)。以下關(guān)于多邊形建模的優(yōu)點(diǎn)，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.模型精度高B.易于修改C.計(jì)算量小D.以上都不對二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在計(jì)算思維中，算法的優(yōu)化是不斷提高程序性能的過程。請論述常見的算法優(yōu)化策略，如時(shí)間復(fù)雜度優(yōu)化、空間復(fù)雜度優(yōu)化等，并舉例說明如何對一個(gè)具體的算法進(jìn)行優(yōu)化，如冒泡排序算法的改進(jìn)。2、（本題5分）詳細(xì)說明計(jì)算思維中的緩存機(jī)制，論述在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中如何利用緩存來提高數(shù)據(jù)訪問速度和系統(tǒng)性能。3、（本題5分）解釋計(jì)算思維中的“計(jì)算思維在國防軍事中的應(yīng)用”，舉例說明在軍事指揮、武器研發(fā)、情報(bào)分析等方面如何運(yùn)用計(jì)算思維提升國防實(shí)力。4、（本題5分）論述計(jì)算思維中的“計(jì)算思維在金融領(lǐng)域的應(yīng)用”，說明在風(fēng)險(xiǎn)評估、投資決策、交易處理等方面如何運(yùn)用計(jì)算思維提高金融服務(wù)的質(zhì)量和效率。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在智能推薦系統(tǒng)中的冷啟動(dòng)和數(shù)據(jù)稀疏問題中，計(jì)算思維能夠幫助解決難題。深入探討如何運(yùn)用計(jì)算思維的遷移學(xué)習(xí)和混合推薦方法，提高推薦系統(tǒng)在新用戶或數(shù)據(jù)不足情況下的性能，分析智能推薦系統(tǒng)中計(jì)算思維面臨的用戶興趣動(dòng)態(tài)變化和隱私保護(hù)問題。2、（本題5分）在量子計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展中，新的計(jì)算模型和算法不斷涌現(xiàn)。請?jiān)敿?xì)論述計(jì)算思維在量子計(jì)算中的創(chuàng)新應(yīng)用和挑戰(zhàn)，如量子比特的操控、量子算法設(shè)計(jì)、量子優(yōu)勢的體現(xiàn)，并且探討其對未來計(jì)算領(lǐng)域的潛在影響。3、（本題5分）計(jì)算思維在智能控制領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。深入探討智能控制的方法（如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制），分析如何運(yùn)用計(jì)算思維設(shè)計(jì)智能控制器，通過實(shí)際的控制系統(tǒng)（如工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線、機(jī)器人控制系統(tǒng)）說明智能控制的優(yōu)勢和應(yīng)用。4、（本題5分）在金融科技領(lǐng)域，風(fēng)險(xiǎn)評估和量化交易需要復(fù)雜的計(jì)算模型。請深入探討計(jì)算思維在金融科技中的作用，如風(fēng)險(xiǎn)模型構(gòu)建、交易策略優(yōu)化、市場數(shù)據(jù)預(yù)測，并且分析如何運(yùn)用計(jì)算思維應(yīng)對金融市場的不確定性。5、（本題5分）全面論述計(jì)算思維中的計(jì)算思維在水利工程中的水文模型、水資源調(diào)度、大壩監(jiān)測等方面的應(yīng)用，探討如何利用計(jì)算思維實(shí)現(xiàn)水利資源的合理利用和水利設(shè)施的安全運(yùn)行，并結(jié)合實(shí)際的水利工程案例進(jìn)行說明。四、分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一個(gè)城市的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集和污染預(yù)警方面存在不足，無法及時(shí)有效地應(yīng)對環(huán)境污染問題。請運(yùn)用計(jì)算思維，分析如何通過傳感器網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析算法和預(yù)警模型來提升環(huán)境監(jiān)測和預(yù)警能力。2