湖南警察學(xué)院《數(shù)據(jù)可視化方法與實(shí)踐》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)湖南警察學(xué)院《數(shù)據(jù)可視化方法與實(shí)踐》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、設(shè)計(jì)一個(gè)基于超聲波傳感器的距離測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量物體與傳感器之間的距離，并顯示測(cè)量結(jié)果。2、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)液位計(jì)電路，能夠同時(shí)測(cè)量環(huán)境溫度和液體液位高度，溫度精度為±0.1℃，液位測(cè)量范圍為0cm到100cm，精度為±1cm。3、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的排序算法中，歸并排序是一種穩(wěn)定的排序方法。假設(shè)我們正在使用歸并排序?qū)?shù)組進(jìn)行排序。以下關(guān)于歸并排序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.歸并排序的基本思想是將數(shù)組分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時(shí)間復(fù)雜度在任何情況下都是O(nlogn)C.歸并排序在合并過程中需要額外的輔助空間，其空間復(fù)雜度為O(n)D.歸并排序是一種原地排序算法，不需要額外的存儲(chǔ)空間4、在一個(gè)多線程環(huán)境中，多個(gè)線程需要同時(shí)訪問和修改一個(gè)共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為了保證數(shù)據(jù)的一致性和線程安全，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.線程安全的鏈表，通過加鎖機(jī)制保證并發(fā)訪問的正確性B.普通的數(shù)組，需要額外的同步機(jī)制來(lái)保證線程安全C.線程安全的哈希表，提供了內(nèi)置的同步機(jī)制D.樹，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線程安全實(shí)現(xiàn)難度較大5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理中的音頻均衡器參數(shù)自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，分析調(diào)整效果。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，能夠通過電力線載波通信將電表數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊衅?，?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能。7、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，能夠檢測(cè)火災(zāi)跡象并及時(shí)發(fā)出警報(bào)和通知相關(guān)人員。8、在二叉樹的遍歷中，先序遍歷、中序遍歷和后序遍歷是三種常見的方式。若已知一棵二叉樹的先序遍歷和中序遍歷序列，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.可以唯一確定這棵二叉樹B.能夠推導(dǎo)出后序遍歷序列C.不能確定該二叉樹的高度D.無(wú)法確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的具體位置9、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的圖像采集與處理系統(tǒng)，能夠使用攝像頭采集圖像，并進(jìn)行灰度化、二值化等基本處理，展示系統(tǒng)的硬件組成和軟件算法。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)。11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)示波器觸發(fā)電路，能夠根據(jù)特定的信號(hào)條件觸發(fā)示波器的采樣，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電二極管和運(yùn)放的光功率測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量不同波長(zhǎng)的光功率。13、設(shè)計(jì)一個(gè)光通信中的摻鉺光纖放大器（EDFA）驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)EDFA的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)和增益控制。14、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線充電系統(tǒng)，輸出功率為5W，效率不低于70%，說明系統(tǒng)原理和關(guān)鍵部件。15、考慮一個(gè)圖的最短路徑問題，迪杰斯特拉（Dijkstra）算法是一種常見的求解方法。假設(shè)圖中存在負(fù)權(quán)邊，以下關(guān)于Dijkstra算法的適用性，哪個(gè)說法是正確的（）A.仍然適用，可以求出最短路徑B.可能會(huì)得到錯(cuò)誤的結(jié)果C.無(wú)法運(yùn)行D.會(huì)自動(dòng)將負(fù)權(quán)邊轉(zhuǎn)換為正權(quán)邊16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于加速度傳感器的振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠監(jiān)測(cè)設(shè)備的振動(dòng)情況，并進(jìn)行故障預(yù)警。17、設(shè)計(jì)一個(gè)光耦隔離的模擬量輸入模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)0至5V模擬信號(hào)的隔離采集，給出電路參數(shù)和應(yīng)用示例。18、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的關(guān)系緊密相連。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法關(guān)系的描述，不正確的是：（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是算法的基礎(chǔ)，算法依賴于特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B.不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用于實(shí)現(xiàn)相同的算法，效果可能不同C.算法的設(shè)計(jì)和選擇會(huì)影響數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的使用和效率D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是相互獨(dú)立的，沒有關(guān)聯(lián)19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈的亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字邏輯電路的簡(jiǎn)易密碼鎖系統(tǒng)，要求輸入正確密碼才能開鎖，密碼可由用戶自行設(shè)定，同時(shí)具備錯(cuò)誤輸入次數(shù)限制及報(bào)警功能。21、考慮一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的路由表存儲(chǔ)，其中包含目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址和對(duì)應(yīng)的下一跳信息。為了能夠快速查找路由表以確定數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.二叉樹，按地址大小排序存儲(chǔ)B.哈希表，通過地址計(jì)算索引C.鏈表，順序存儲(chǔ)路由信息D.Trie樹（字典樹），高效匹配網(wǎng)絡(luò)地址22、鏈表是另一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與數(shù)組相比具有不同的特點(diǎn)。以下關(guān)于鏈表的描述，不正確的是：（）A.鏈表中的元素通過指針鏈接在一起，存儲(chǔ)位置可以是不連續(xù)的，插入和刪除操作只需修改指針，效率較高B.單向鏈表只能從表頭向表尾遍歷，而雙向鏈表可以從表頭和表尾雙向遍歷，更加靈活C.鏈表的查找操作需要從頭節(jié)點(diǎn)依次遍歷，效率相對(duì)較低，但在不知道元素位置的情況下仍能進(jìn)行插入和刪除D.鏈表不需要預(yù)先分配連續(xù)的存儲(chǔ)空間，因此不會(huì)出現(xiàn)存儲(chǔ)空間浪費(fèi)的情況，且其內(nèi)存使用效率總是高于數(shù)組23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32H7的高性能嵌入式系統(tǒng)，能夠運(yùn)行復(fù)雜的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，給出硬件架構(gòu)和軟件環(huán)境搭建。24、在一個(gè)需要對(duì)電話號(hào)碼進(jìn)行存儲(chǔ)和快速檢索的場(chǎng)景中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.二叉搜索樹，按照電話號(hào)碼的數(shù)字大小進(jìn)行存儲(chǔ)和查找B.哈希表，通過合適的哈希函數(shù)可以快速定位電話號(hào)碼C.跳表，提供了較好的查找性能，但實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜D.線段樹，主要用于區(qū)間操作，不適合電話號(hào)碼檢索25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Zigbee技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的采集和傳輸，描述節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件通信協(xié)議。26、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字頻率合成器，輸出頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10^-6，相位噪聲低于-100dBc/Hz@1kHz。27、對(duì)于一個(gè)需要快速計(jì)算一個(gè)字符串的所有子串的問題，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.后綴數(shù)組和相關(guān)算法B.前綴樹和遍歷C.鏈表和字符串操作D.數(shù)組和循環(huán)28、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鎖相環(huán)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的頻率和相位跟蹤，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算。29、設(shè)計(jì)一個(gè)模擬集成電路中的反饋放大器，實(shí)現(xiàn)特定的增益和帶寬要求，分析反饋對(duì)穩(wěn)定性的影響。30、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能熱水器控制器遠(yuǎn)程控制電路，能夠通過手機(jī)或電腦遠(yuǎn)程控制熱水器的工作狀態(tài)，并且具有故障報(bào)警功能。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)倉(cāng)庫(kù)的貨物分類管理系統(tǒng)需要對(duì)不同類型的貨物進(jìn)行分類存儲(chǔ)和管理，包括貨物編號(hào)、貨物名稱、貨物類別、貨物數(shù)量、存放位置等信息。系統(tǒng)要支持快速查找特定類別貨物、按照貨物數(shù)量對(duì)貨物進(jìn)行排序、新增貨物類別、修改貨物信息、刪除貨物。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能分析。2、（本題5分）某電商平臺(tái)的促銷活動(dòng)管理系統(tǒng)需要記錄活動(dòng)信息、參與商品、優(yōu)惠規(guī)則和用戶參與情況等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)活動(dòng)的創(chuàng)建、修改和刪除，參與商品的添加和刪除，優(yōu)惠規(guī)則的設(shè)置和計(jì)算，以及用戶參與情況的記錄和統(tǒng)計(jì)，并能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控活動(dòng)效果和調(diào)整策略。3、（本題5分）一個(gè)在線健身課程平臺(tái)需要管理課程視頻、學(xué)員的學(xué)習(xí)進(jìn)度、打卡記錄和教練評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化用戶體驗(yàn)和課程管理。4、（本題5分）某物流企業(yè)的貨物跟蹤系統(tǒng)需要記錄貨物的發(fā)貨地、收貨地、運(yùn)輸路徑、當(dāng)前位置、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)時(shí)更新貨物運(yùn)輸狀態(tài)，支持按發(fā)貨地、收貨地等條件進(jìn)行查詢，能夠及時(shí)處理運(yùn)輸過程中的異常情況。5、（本題5分）假設(shè)一個(gè)在線投票系統(tǒng)需要記錄投票主題、選項(xiàng)和投票人的投票情況。投票主題包括主題ID、主題名稱、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間，選項(xiàng)包括選項(xiàng)ID、主題ID、選項(xiàng)內(nèi)容，投票情況包括投票人ID、主題ID、選項(xiàng)ID。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，能夠快速統(tǒng)計(jì)每個(gè)選項(xiàng)的票數(shù)、查詢投票結(jié)果、防止重復(fù)投票，并在投票結(jié)束后生成投票報(bào)告。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何在一個(gè)有序鏈表中刪除重復(fù)節(jié)點(diǎn)，只保留一個(gè)。2、（本題5分）詳細(xì)解釋在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無(wú)向圖中，如何使用深度優(yōu)先搜索算法來(lái)判斷是否存在環(huán)。3、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)無(wú)向圖中判斷是否為二部圖，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）解釋如何將一個(gè)有序鏈表和一個(gè)無(wú)序鏈表合并成一個(gè)有序鏈表，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析