曲阜师范大学《数据可视化实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

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页曲阜师范大学

《数据可视化实验》2023-2024学年第一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15个小题，每小题1分，共15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、设计一个基于单片机的智能小车控制系统，能够实现小车的自动避障、循迹和远程控制功能。2、二叉树常用于实现查找操作，以下关于二叉树查找效率的描述，正确的是：（）A.二叉树的查找效率与树的高度成正比，树越高查找越慢B.平衡二叉树的查找效率一定高于普通二叉树C.满二叉树的查找效率最高，因为其结构最规整D.无论二叉树的结构如何，查找操作的时间复杂度都是O(n)3、图是一种复杂的数据结构，用于表示物体之间的关系。在图的存储方式中，邻接矩阵和邻接表是常见的方法。以下关于这两种存储方式的叙述中，错误的是（）A.邻接矩阵的空间复杂度较高，适用于稠密图B.邻接表的空间复杂度较低，适用于稀疏图C.邻接矩阵可以方便地判断两个顶点之间是否存在边D.邻接表在查找所有邻接顶点时效率较高4、在排序算法的比较中，稳定性是一个重要的特性。以下关于排序算法稳定性的描述，错误的是（）A.稳定的排序算法在排序过程中不会改变相同元素的相对顺序B.冒泡排序、插入排序和归并排序是稳定的排序算法C.选择排序和快速排序是不稳定的排序算法D.排序算法的稳定性对于所有应用都是至关重要的，不稳定的算法不能使用5、设计一个简单的无线数据传输系统，工作频率在ISM频段，传输距离不小于100米，数据传输速率不低于1Mbps，说明系统组成和关键技术。6、设计一个基于蓝牙低能耗（BLE）技术的健康监测手环，能够采集心率、血压、步数等生理数据，并将数据传输到手机APP。7、设计一个基于FPGA的高速数据通信接口，支持PCIe或以太网接口，给出硬件设计和驱动开发。8、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9、根据传感器原理，设计一个用于气象监测的风速风向测量系统，能够实时准确地测量风速和风向。10、设计一个卫星通信地面站的接收系统，包括天线、低噪声放大器、下变频器等模块，计算接收灵敏度。11、设计一个基于无线传感器网络的农田环境监测系统，监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数，实现数据的汇聚和远程传输。12、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.413、设计一个智能电表的通信接口电路，能够与上位机进行数据通信，包括接口类型选择和电路设计。14、设计一个基于单片机的智能垃圾桶，当垃圾装满时自动发送信号通知清理。15、设计一个基于单片机的智能家电能耗监测系统，实时监测家电的用电情况并进行数据分析。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述在栈的应用中，如何使用栈来判断一个表达式中的括号是否匹配，并给出具体的算法步骤。2、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个元素的数组中，实现元素的随机排序，分析所使用的算法和时间复杂度。3、（本题5分）详细论述在利用哈希表存储整数数据时，如何确定哈希表的大小，以及如何处理哈希冲突以提高存储和查找效率。4、（本题5分）详细阐述如何使用堆排序算法对一个具有n个元素的数组进行排序，分析其稳定性和时间复杂度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某高校的选课系统需要处理学生的选课操作，确保课程容量不超员，同时满足学生的选课需求。设计合适的数据结构和算法，实现选课过程的高效管理。2、（本题5分）一个学校的学生成绩管理系统需要记录学生的成绩信息，包括学生学号、姓名、课程名称、成绩等。系统要支持快速查找特定学生的某门课程成绩、按照成绩对学生进行排名、新增学生成绩记录、删除学生成绩记录以及修改成绩。请选择适当的数据结构，并详细阐述如何实现这些功能，包括算法和代码，以及性能的考量。3、（本题5分）在一个在线旅游行程规划系统中，用户可以自定义旅游行程，包括景点、住宿、交通等安排。设计数据结构来存储用户的行程规划，支持行程的修改、分享和评价，能够根据用户需求提供合理的行程建议和优化方案。4、（本题5分）一家物流公司的配送中心需要管理货物的配送信息，包括配送单号、货物信息、收件人信息、配送员信息、配送状态、预计送达时间等。设计合适的数据结构来存储配送数据，实现配送信息的快速查询、状态更新、人员调度，并统计按时送达率。5、（本题5分）在一个在线视频平台中，需要管理视频信息、用户观看历史、视频评论和点赞等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持视频的上传、删除、查找和播放，用户观看历史的记录，视频评论的管理和点赞数的统计，并能够根据用户行为推荐相关视频。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，使用选择排序算法对一个带权有向图的权值进行排序。