沈阳理工大学《数据可视化基础实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、递归是一种编程技术，在数据结构和算法中经常用到。以下关于递归的描述，错误的是：（）A.递归函数直接或间接调用自身B.递归算法通常比非递归算法更简洁易懂C.递归算法的执行效率总是高于非递归算法D.递归在处理某些问题时，如树和图的遍历，非常方便2、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。3、动态数组是一种可以动态调整大小的数组。以下关于动态数组的描述，错误的是：（）A.动态数组可以根据需要自动增加或减少存储空间B.动态数组在插入元素时可能需要重新分配内存C.动态数组的实现通常基于静态数组D.动态数组的性能一定优于静态数组4、在排序算法中，冒泡排序是一种简单的排序方法。关于冒泡排序的原理和特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.冒泡排序通过反复比较相邻的元素并交换位置，将最大的元素逐步“冒泡”到数组的末尾B.冒泡排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，在最好情况下的时间复杂度为O(n)C.冒泡排序是一种稳定的排序算法，即相同元素的相对顺序在排序前后保持不变D.冒泡排序的空间复杂度为O(n)，需要额外的辅助空间来完成排序5、设计一个基于数字逻辑电路的简易密码锁系统，要求输入正确密码才能开锁，密码可由用户自行设定，同时具备错误输入次数限制及报警功能。6、在数据结构的性能评估中，除了时间复杂度和空间复杂度，还有其他指标。关于这些评估指标，以下描述哪一项是不正确的？（）A.平均查找长度常用于评估查找算法的性能B.算法的稳定性也是一个重要的评估指标，特别是在排序算法中C.数据结构的可维护性和可读性在实际应用中通常不重要D.对于特定的应用场景，还需要考虑数据结构与其他部分的集成和协作效率7、设计一个数字电路中同步时序电路和异步时序电路的性能比较系统，分析在不同应用场景下的优劣。8、在一个电商网站的订单处理系统中，需要按照订单生成的时间顺序依次处理订单，同时能够在任意时刻查看最早未处理的订单。以下哪种数据结构能够满足这种需求？（）A.顺序表，按顺序存储订单，但插入和删除操作可能导致大量元素移动B.链表，便于插入和删除，但不便于快速获取最早订单C.栈，后进先出，不符合订单处理的顺序要求D.队列，先进先出，符合订单按时间顺序处理的需求9、设计一个音频放大器扩展电路，能够增加放大器的输出功率和音质，并且具有失真检测功能。10、设计一个基于FPGA的图像旋转系统，能够对图像进行任意角度的旋转。11、设计一个基于FPGA的数字信号加密传输系统，保障数据在传输过程中的安全性。12、设计一个基于模拟滤波器和数字滤波器的组合滤波系统，有效滤除复杂噪声。13、设计一个基于CAN总线的分布式控制系统，实现多个节点之间的数据通信和协同控制，阐述总线协议和系统架构。14、在一个具有n个顶点的有向图中，所有顶点的出度之和与入度之和的关系是：（）A.出度之和大于入度之和B.入度之和大于出度之和C.出度之和等于入度之和D.两者没有固定关系15、设计一个基于蓝牙的无线传感器网络节点，能够采集温度、湿度和光照强度数据，并传输到上位机，描述节点硬件和软件设计。16、设计一个集成电路制造工艺中的离子注入工艺参数优化方案，提高注入的均匀性和准确性。17、设计一个基于Zigbee和GPRS的远程无线监测系统，实现数据的远程传输和监控，描述系统的硬件组成和软件流程。18、树是一种重要的数据结构，二叉树是树的一种特殊形式。在二叉树中，每个节点最多有两个子节点，分别称为左子节点和右子节点。满二叉树是一种特殊的二叉树，其所有的叶节点都在同一层，并且每个非叶节点都有两个子节点。对于一个深度为4的满二叉树，其节点总数为：（）A.15B.16C.31D.3219、在一个需要对一组数据进行去重操作的场景中，以下哪种数据结构可以有效地实现这个功能？（）A.集合，自动去除重复元素B.数组，需要额外的算法进行去重C.链表，去重操作复杂且效率低D.栈，不适合进行去重操作20、设计一个基于数字信号处理的音频滤波器，实现对特定频率范围的音频信号进行滤波，分析滤波效果。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在图的遍历中，如何处理大规模图的并行计算问题？有哪些并行算法和技术适用于大规模图的遍历？2、（本题5分）论述AVL树和红黑树在大规模数据存储中的适用性比较。3、（本题5分）论述在图的存储结构中，邻接多重表的特点和适用场景，与邻接表的区别。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）实现AC自动机进行多模式字符串匹配，分析其性能和应用场景。2、（本题5分）设计一个数据结构，用于存储图书馆分馆之间的图书调配信息，包括调配图书名称、数量等，支持调配的管理和查询。3、（本题5分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个医院的药品库存管理系统，包括药品名称、数量、有效期等。4、（本题5分）设计一个并查集数据结构，用于解决集合合并和查询问题，测试其在不同场景下的性能。5、（本题5分）设计一个程序，对给定的平衡二叉树进行插入操作，并保持其平衡特性，分析其时间复杂度。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个在线图书评论系统需要存储用户对图书的评论内容、评分和点赞数。设