潍坊科技学院《计算方法A》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页潍坊科技学院《计算方法A》

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、在计算中的算法效率评估中，以下关于大O记号和渐近分析的描述，不正确的是哪一项？（）A.大O记号用于描述算法的时间复杂度和空间复杂度的上界，它忽略了低阶项和常数因子，关注算法在输入规模趋于无穷大时的增长趋势B.渐近分析可以帮助我们比较不同算法的效率，选择在大规模数据下性能更优的算法C.即使两个算法的大O记号相同，它们在实际运行中的性能也可能有很大差异，还需要考虑具体的硬件环境和数据特征D.大O记号能够准确地反映算法在所有输入情况下的实际运行时间，是评估算法效率的唯一可靠指标2、在面对复杂的计算问题时，计算思维提倡简化和近似。对于计算圆周率π，以下哪种方法属于简化和近似的策略（）A.使用精确的数学公式计算B.通过蒙特卡罗方法随机投点估算C.直接使用3.14作为近似值D.以上都不是3、关于计算思维中的并行计算概念，以下对于其优势和挑战的解释，哪一种是准确的？（）A.并行计算没有什么优势，反而带来很多技术难题，不值得推广B.并行计算通过同时使用多个计算资源（如多核处理器、计算机集群等）来执行计算任务，能够显著提高计算速度，缩短处理大规模数据和复杂问题的时间。然而，并行计算也面临着任务分配、数据同步、通信开销、线程安全等挑战，需要精心设计算法和架构，以充分发挥其优势并克服潜在的问题C.并行计算只适用于超级计算机和大型科研项目，对普通的计算任务没有帮助D.并行计算技术已经非常成熟，不需要考虑任何挑战和限制，可以随意使用4、在分析社交媒体上的用户行为和舆论趋势时，需要处理海量的文本、图片和视频数据，并从中发现规律和模式。对于这种大规模的非结构化数据处理，以下哪种计算思维的工具和技术能够提供有力的支持？（）A.自然语言处理B.图像识别C.社交网络分析D.以上都是5、在进行数据可视化时，计算思维有助于我们选择合适的图表类型和展示方式来清晰地传达信息。假设您有一组关于不同城市气温变化的数据，以下哪种可视化方法最能有效地呈现数据趋势？（）A.使用饼图展示每个城市的气温比例B.运用折线图展示各城市气温随时间的变化C.用柱状图比较不同城市在同一时间的气温D.不进行可视化，直接以表格形式呈现数据6、对于一个需要进行大规模数值计算的科学问题，例如天气预报模型。以下哪种编程语言和计算框架能够提供高效的计算支持？（）A.Fortran语言，擅长科学计算B.JavaScript语言，用于网页开发C.Python语言，结合NumPy和SciPy库D.HTML语言，用于网页设计7、在计算思维的人工智能应用中，关于机器学习和深度学习如何帮助解决复杂问题，以下哪一种论述是最深入的？（）A.机器学习和深度学习是人工智能的重要分支，通过对大量数据的学习和训练，模型能够自动提取特征、发现模式和规律，并进行预测和决策。例如，在图像识别、语音处理、自然语言处理等领域取得了显著的成果。然而，这些技术也面临着数据质量、过拟合、可解释性等挑战B.机器学习和深度学习是神秘而难以理解的技术，只有专业的研究人员才能掌握和应用C.机器学习和深度学习虽然在某些领域表现出色，但在大多数实际问题中并不能提供有效的解决方案D.机器学习和深度学习的应用完全依赖于现成的框架和工具，不需要对其原理和算法有深入的理解8、计算思维中的图算法在许多领域有应用。对于判断一个图是否存在环的问题，以下哪种算法通常被使用（）A.深度优先搜索B.广度优先搜索C.最短路径算法D.以上都不是9、在计算中的递归与迭代的比较中，以下对于它们的实现方式、性能差异和适用场景的分析，哪一种描述是全面的？（）A.递归通过函数自身调用解决问题，代码简洁但可能存在栈溢出风险；迭代通过循环结构实现，性能通常更优但代码可能较复杂。对于简单的、可清晰分解为递归形式的问题，递归更直观；对于复杂的、需要高效性能的问题，迭代更合适。同时，一些问题可以同时用递归和迭代实现，但效果可能不同B.递归和迭代是完全相同的概念，只是表达方式不同C.递归总是比迭代更高效，应该优先使用递归D.迭代只适用于简单的循环操作，对于复杂的问题无法使用10、在计算思维中，对于一个评估算法性能的实验，以下哪个因素不是必须控制的（）A.输入数据的规模B.计算机的硬件配置C.算法的实现细节D.以上都是必须控制的11、假设正在开发一个能够预测股票价格走势的软件系统，需要综合考虑多种因素，如公司财务数据、宏观经济指标和市场情绪等。在选择预测模型时，以下哪种模型可能是最为合适的？（）A.简单的线性回归模型，假设变量之间是线性关系B.决策树模型，通过构建决策树进行预测C.时间序列分析模型，如ARIMA模型，能够有效地处理具有时间依赖关系的数据，结合多种影响因素，对股票价格的走势进行较为准确的预测，为投资者提供有价值的决策参考D.随机猜测股票价格的走势，不基于任何模型12、对于计算思维中的贪心算法，以下关于其概念和优缺点的说明，哪一项是准确的？（）A.贪心算法是一种随意的决策方法，没有明确的逻辑和策略B.贪心算法在每一步都做出当前看起来最优的选择，期望通过局部最优解达到全局最优解。其优点是简单直观、计算效率高，适用于一些具有贪心选择性质的问题。然而，贪心算法不能保证总是得到最优解，可能会陷入局部最优而错过全局最优解，在使用时需要谨慎分析问题的性质C.贪心算法只适用于简单的问题，对于复杂的优化问题无能为力D.贪心算法总是能得到最优解，是解决所有优化问题的首选算法13、在进行地理信息系统（GIS）的应用开发中，例如城市规划、资源管理、导航系统等，需要处理空间数据和地理信息，并进行分析和可视化展示。在这个过程中，以下哪种计算思维的技术和方法能够提供有效的支持？（）A.空间数据模型与存储B.地理分析算法应用C.地图可视化设计D.以上都是14、在计算中的排序算法研究中，以下关于冒泡排序、插入排序和快速排序的描述，不正确的是哪一项？（）A.冒泡排序通过反复比较相邻元素并交换位置，将最大（或最小）的元素逐步“浮”到数组的一端B.插入排序将待排序的元素逐个插入到已排序的部分中，适用于初始数据基本有序的情况C.快速排序通过选择一个基准元素，将数组分为小于和大于基准元素的两部分，然后对这两部分分别递归排序D.这三种排序算法的时间复杂度在所有情况下都是相同的，因此在实际应用中可以随意选择使用15、在计算思维的逻辑门与电路设计方面，对于实现复杂的计算功能，以下哪一种描述是最准确的？（）A.逻辑门是数字电路的基本构建模块，通过组合不同类型的逻辑门（如与门、或门、非门等），可以构建出各种复杂的电路，实现加法、乘法、存储等计算功能。电路设计需要考虑逻辑的正确性、性能优化、功耗和成本等因素B.逻辑门和电路设计只适用于硬件层面的计算，对于软件编程和算法设计没有任何关联C.逻辑门与电路设计是一个非常古老和过时的技术，在现代计算机中已经不再重要D.逻辑门的组合方式非常有限，很难实现复杂的计算功能，因此在实际应用中很少使用16、数据在计算思维中起着重要的作用。以下关于数据在计算思维中的作用的描述中，错误的是？（）A.数据是计算思维的基础，没有数据就无法进行问题求解和系统设计B.数据可以用不同的方式表示和存储，选择合适的数据表示方式可以提高算法的效率C.数据可以通过分析和处理来提取有用的信息，为决策提供支持D.数据在计算思维中只起到辅助作用，算法和编程才是核心17、对于计算中的排序算法，以下关于冒泡排序、快速排序和归并排序的时间复杂度、空间复杂度和稳定性的分析，哪一项是恰当的？（）A.冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)，是稳定排序；快速排序的平均时间复杂度为O(nlogn)，最坏情况为O(n^2)，空间复杂度为O(logn)，通常不稳定；归并排序的时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(n)，是稳定排序。在实际应用中，应根据数据规模和特点选择合适的排序算法B.排序算法的时间复杂度和空间复杂度不重要，只要能得到正确的排序结果就行C.快速排序是最好的排序算法，应该在所有情况下都使用快速排序D.排序算法的稳定性对于排序结果没有影响，不需要考虑18、计算思维中的并行计算思想可以提高计算速度。在处理一个大规模数据的计算任务时，以下哪种情况不太适合采用并行计算（）A.计算任务可以分解为相互独立的子任务B.数据之间存在复杂的依赖关系C.硬件支持多核或分布式计算D.任务对时间要求紧迫19、计算思维中的并发和并行概念有助于提高系统性能。对于一个多线程程序，以下哪种情况可能导致线程安全问题（）A.多个线程同时读写共享数据B.每个线程处理独立的数据C.线程之间没有交互D.以上都不会20、在解决一个需要处理不确定性和模糊性的问题时，例如在医疗诊断中根据症状推断疾病，计算思维可以帮助我们采用适当的方法。以下哪种方法更合适？（）A.基于确定性的规则进行诊断，忽略不确定性B.运用模糊逻辑和概率推理，综合考虑各种可能性和不确定性C.完全依靠医生的经验和直觉进行诊断D.不进行任何分析，随机给出诊断结果21、在计算机系统中，缓存的作用是提高数据的访问速度。以下关于缓存的描述，哪一项是错误的？（）A.缓存越大，性能越好B.缓存的数据是主存数据的副本C.缓存需要采用合适的替换策略D.以上都不对22、在计算机程序中，控制结构用于决定程序的执行流程。以下哪种控制结构可以根据条件的真假重复执行一段代码？（）A.顺序结构B.选择结构C.循环结构D.以上都不是23、当设计一个数据库来存储学生的信息，包括姓名、学号、成绩等。如果需要频繁地根据学号查询学生的成绩，同时要保证数据的完整性和一致性。以下哪种数据库设计方案是较为合理的？（）A.使用关系型数据库，创建合适的表结构和索引B.采用非关系型数据库，以键值对的方式存储数据C.使用文本文件直接存储数据，通过程序进行查询D.将数据存储在内存中，不使用持久化存储24、在研究气候变化对生态系统的影响时，需要建立复杂的模型来模拟大气环流、海洋温度、生物多样性等多个因素之间的相互作用。由于这些因素之间的关系非常复杂且不确定，以下哪种计算思维的理念能够帮助构建更准确和有效的模型？（）A.不确定性处理B.模型验证与改进C.多模型融合D.以上都是25、在计算中的算法效率分析中，以下对于大O记号、平均情况和最坏情况时间复杂度的理解和应用的描述，哪一种说法是准确的？（）A.大O记号用于描述算法的渐进性能，给出了算法运行时间的上界估计。平均情况时间复杂度考虑了所有可能输入的平均性能，最坏情况时间复杂度则关注最不利的输入。在实际分析中，通常关注最坏情况时间复杂度来评估算法的性能上限B.大O记号和时间复杂度的分析过于理论化，在实际编程中没有实际用途C.只需要关注算法的平均情况时间复杂度，最坏情况时间复杂度不重要D.大O记号能够精确地给出算法的运行时间，而不仅仅是一个估计二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述计算思维中的操作系统中的进程管理和内存管理，说明进程调度算法和内存分配策略的原理和应用。2、（本题5分）并行计算是提高计算效率的重要途径。请说明并行计算的概念和基本原理，讨论在多核处理器、分布式系统等环境下实现并行计算的方法和挑战，并举例说明并行计算在科学计算、图像处理等领域的应用。3、（本题5分）论述计算思维中的社交媒体中的信息传播和舆情分析，说明如何利用网络分析和数据挖掘来理解信息传播模式和舆情趋势。4、（本题5分）解释计算思维中的运筹学中的线性规划和整数规划，分析在资源分配和优化问题中的应用。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一款智能健身应用在运动计划制定和运动数据监测方面不够个性化和准确。请从计算思维的角度剖析问题，提出基于用户身体数据和运动目标的个性化运动方案生成算法。2、（本题5分）某金融科技公司的反欺诈系统需要提高对复杂欺诈模式的识别能力。请以计算思维为基础，探讨如何运用图算法和关联分析技术来增强反欺诈的效果。3、（本题5分）在一个金融数据分析系统中，需要对海量的交易数据进行挖掘，发现潜在的风险和机会。分析如何运用计算思维来选择合适的数据挖掘算法和模型。4、（本题5分）对于一个智能工厂的生产调度系统，需要协调设备运行、人员安排、原材料供应和订单交付等环节。请分析如何利用计算思维来提高生产效率和满足订单需求。5、（本题5分）在一个在线社交网络的好友推荐系统中，要根据用户的社交关系和兴趣爱好推荐可能的好友。请深入分析如何运用计算思维和图算法来实现精准推荐。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题1