广西理工职业技术学院《数据可视化》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数据可视化》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STM32的无人机飞行控制系统，实现姿态稳定、高度控制和航线规划，给出系统组成和控制算法。2、根据传感器原理，设计一个用于智能农业的土壤肥力检测系统，能够快速检测土壤中的氮、磷、钾等养分含量。3、二分查找是一种在有序数组中进行查找的高效算法。以下关于二分查找的描述，错误的是（）A.每次将查找范围缩小一半，逐步逼近目标元素B.二分查找的时间复杂度为O(log₂n)C.二分查找要求数组必须是有序的，且只能用于数组，不能用于链表D.二分查找在所有情况下都比顺序查找快4、设计一个数字图像处理中的图像超分辨率重建效果评估系统，分析重建质量。5、假设正在设计一个公交换乘系统，需要存储各个公交站点之间的线路和换乘信息，并且能够快速规划出最优的换乘路线。以下哪种数据结构和算法可能是最有用的？（）A.图结构，结合迪杰斯特拉算法求解最短路径B.树结构，通过深度优先搜索规划路线C.链表，顺序存储换乘信息D.哈希表，快速查找站点之间的连接6、在一个社交网络分析程序中，需要表示用户之间的关注关系，并能够快速地找出某个用户的直接关注者和被关注者，以及计算用户之间的最短路径。以下哪种数据结构最适合用于构建这样的社交网络模型？（）A.邻接矩阵，直观表示节点之间的连接关系B.邻接表，节省存储空间并支持快速遍历C.十字链表，便于双向操作和动态修改D.双向链表，方便查找前后节点的关系7、设计一个±12V转±5V的DC-DC电源转换电路，输出电流不小于0.5A，给出原理图和PCB布线。8、设计一个数字电路中计数器的级联扩展和同步控制方案，分析计数范围和同步性能。9、设计一个基于STM32的智能农业灌溉系统，能够根据土壤湿度、气象条件等自动控制灌溉，提供系统的硬件电路和控制策略。10、设计一个基于霍尔传感器的电机转速测量系统，能够实时测量电机的转速，精度达到1rpm。11、基于可编程逻辑器件（如FPGA）设计一个数字时钟系统，具备时分秒显示、设置时间和闹钟功能，阐述设计思路和实现过程。12、在一个股票交易系统中，需要实时记录每只股票的价格变化，并能够快速计算某一时间段内的股票价格均值和波动率。为了支持这些功能，以下哪种数据结构可能是合适的？（）A.滑动窗口结合队列B.双端队列结合堆C.优先队列结合栈D.链表结合树13、设计一个基于ZigBee的智能路灯节能系统，能够根据道路上的行人和车辆情况自动调节路灯亮度，实现节能效果。14、设计一个太阳能充电控制器电路，能够对太阳能电池板的输出进行最大功率点跟踪（MPPT），并对蓄电池进行合理充电管理，给出电路原理和控制策略。15、设计一个电子秤扩展电路，能够增加电子秤的测量范围和精度，并且具有去皮和累计功能。16、设计一个基于RFID技术的物品识别与管理系统，能够快速准确地读取标签信息并进行数据处理。17、设计一个基于射频识别（RFID）技术的仓库管理系统，能够实现货物的自动识别、入库和出库管理。18、设计一个数字电压表电路，能够测量直流电压，测量范围为0V到100V，精度为±0.1V。19、设计一个基于模拟乘法器和运放的有效值测量电路，能够测量交流信号的有效值。20、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。以下关于归并排序的描述，不正确的是（）A.将数组不断分成两半，分别排序后再合并B.归并排序的时间复杂度始终为O(nlog₂n)C.归并排序是一种稳定的排序算法D.归并排序的空间复杂度较高，为O(n)21、对于一个具有n个元素的有序数组，采用二分查找算法查找一个特定元素，其最坏情况下的比较次数为（）A.log₂nB.nC.n/2D.log₂n-122、考虑归并排序算法，它将数组不断分成两半进行排序，然后合并。假设在合并两个已排序的子数组时，需要额外的辅助空间来存储元素。以下关于归并排序的空间复杂度，哪个说法是准确的（）A.空间复杂度为O(1)B.空间复杂度为O(logn)C.空间复杂度为O(n)D.空间复杂度为O(n^2)23、设计一个简单的数字时钟电路，能够显示小时、分钟和秒，具有校时功能，使用数码管或液晶显示屏进行显示，同时阐述其工作原理和主要元器件的选择。24、在数据结构的性能评估中，除了时间复杂度和空间复杂度，还需要考虑其他因素。以下关于性能评估的描述，不正确的是：（）A.算法的可读性和可维护性也是评估的重要因素，过于复杂的算法可能难以理解和修改B.代码的实现效率，如编程语言的特性和编译器的优化，也会对实际性能产生影响C.数据的分布和特点可能会影响算法的性能，例如有序数据和无序数据对排序算法的影响不同D.性能评估只需要关注理论上的时间复杂度和空间复杂度，实际运行时的情况可以忽略不计25、设计一个音频放大器失真补偿电路，能够对放大器的失真进行补偿，提高音频质量。26、假设正在设计一个资源分配系统，需要管理有限的资源，并根据请求的优先级和时间进行分配。以下哪种数据结构可以有效地支持资源的分配和管理？（）A.最小堆，获取最小优先级的请求B.最大堆，处理最高优先级的请求C.链表，顺序分配资源D.数组，通过索引分配资源27、哈希表是一种用于快速查找的数据结构，通过哈希函数将关键字映射到表中的位置。假设使用一个简单的哈希函数h(key)=key%10来存储一系列整数：12、22、32、42、52。如果发生了哈希冲突，采用链地址法来解决。那么查找值为32时，平均比较次数大概是多少？（）A.1B.2C.3D.428、设计一个基于FPGA的高速数据采集系统，能够采集高速的模拟或数字信号，给出硬件设计和数据处理方法。29、运用电子信息工程知识，设计一个智能充电桩的计费和管理系统，支持多种支付方式和用户管理。30、设计一个模拟信号的滤波电路，能够有效地滤除特定频率范围内的噪声，如低通、高通、带通或带阻滤波器。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线论坛需要存储帖子和回复信息。每个帖子有帖子ID、标题、内容、作者、发布时间等，回复有回复ID、帖子ID、内容、回复者、回复时间。请设计数据结构来管理帖子和回复数据，能够快速查找特定帖子和其回复、按照主题分类、删除违规帖子和回复，并统计每个主题的帖子数量。2、（本题5分）假设有一个电商网站，需要实时处理大量的订单信息。订单信息包括订单号、商品名称、购买数量、客户姓名、收货地址等。请设计合适的数据结构来存储和管理这些订单数据，并实现订单的快速插入、查找、修改和删除操作，同时能够高效地统计不同商品的销售数量。3、（本题5分）某机场的航班管理系统需要存储航班的信息，如航班编号、出发地、目的地、起飞时间、降落时间、航班状态等。系统要能够快速查找特定航班、按照起飞时间对航班进行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。4、（本题5分）某快递公司的包裹跟踪系统需要对包裹的运输路径和状态进行管理。包裹信息包括包裹编号、起始地、目的地、当前位置、状态等。这些信息以双端队列的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个包裹的当前位置和状态；（2）包裹到达一个新的地点时更新其信息；（3）按照目的地对包裹进行排序；（4）统计处于运输中、已送达和异常状态的包裹数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）在一个图书馆的文献检索系统中，需要记录文献信息、分类目录和检索历史。文献信息包括文献ID、文献标题、作者、出版年份、摘要，分类目录包括目录ID、目录名称、父目录ID，检索历史包括检索ID、用户ID、检索关键词、检索时间。请设计数据结构来管理文献检索数据，实现文献的快速检索、分类浏览、检索历史记录，并根据检索历史推荐相关文献。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述如何利用图的深度优先搜索和广度优先搜索算法解决迷宫问题。2、（本题5分）在图的存储结构中，比较邻接矩阵和邻接表的优缺点，举例说明在不同情况下应如何选择合适的存储结构。3、（本题5分）解释二叉树的前序遍历、中序遍历和后序遍历的定义，并分别阐述其递归和非递归的实现方法。4、（本题5分）解释如