湖南交通工程学院《数据可视化课程设计》2025-2026学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页湖南交通工程学院《数据可视化课程设计》2025-2026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、假设要实现一个高效的缓存淘汰策略，除了LRU之外，还有一种常见的策略是FIFO（FirstInFirstOut）。以下哪种数据结构可以方便地实现FIFO策略？（）A.队列，先进先出的特性符合FIFO要求B.栈，后进先出，不符合FIFO策略C.堆，用于优先级排序，不适合FIFOD.链表，需要额外的逻辑来实现FIFO2、设计一个基于蓝牙模块和手机应用的智能家居遥控器，实现对家居设备的远程控制。3、设计一个基于数字电路的交通信号灯控制系统，要求能够实现红、绿、黄三种灯的交替闪烁，并且可以根据不同时间段调整信号灯的工作模式。4、设计一个基于传感器网络的工业生产监测系统，能够实时监测设备运行状态和生产参数，实现故障预警。5、考虑一个地理信息系统，需要存储和管理地图上的点、线、面等元素的信息，并能够快速地进行空间查询和分析，如判断两个区域是否相交。以下哪种数据结构最适合用于地理空间数据的处理？（）A.R树，支持空间数据的索引和查询B.B+树，高效存储和检索空间数据C.红黑树，保持空间数据的平衡D.哈希树，快速定位空间元素6、插入排序在小型数据集上表现较好。以下关于插入排序的描述，不正确的是（）A.将待排序元素插入到已排序部分的合适位置B.插入排序的平均时间复杂度为O(n²)，但在近乎有序的情况下性能较好C.插入排序是一种稳定的排序算法D.插入排序在处理大规模数据时效率很高7、运用集成电路工艺，设计一款用于航空航天的抗辐射数字集成电路，确保在恶劣环境下正常工作。8、设计一个基于LTC6804的电池组监测系统，能够同时监测多个串联电池的电压和温度，给出硬件电路和软件算法。9、设计一个数字存储示波器电路，能够测量输入信号的波形、频率、幅度等参数，并且具有存储和回放功能。10、设计一个数字信号调制解调电路，能够实现数字信号的调制和解调，调制方式为ASK、FSK、PSK等。11、利用数字逻辑电路设计一个电梯控制系统，实现电梯的上下运行、楼层停靠和超载检测等功能。12、考虑到一个分布式缓存系统，需要在多个节点之间同步数据，并处理节点的加入和离开。为了实现可靠的数据同步和容错，以下哪种数据结构和技术可能会被用到？（）A.一致性哈希B.分布式锁C.分布式事务D.分布式队列13、设计一个低通滤波器，采用无源滤波器设计，截止频率为10kHz，通带增益为1，阻带衰减大于30dB，给出电路参数和性能测试。14、队列也是一种常见的数据结构，与栈有不同的特点。对于队列的操作，以下说法正确的是：（）A.队列的插入操作在队尾进行，删除操作在队头进行，遵循先进先出原则B.队列的插入和删除操作都可以在队头或队尾进行，没有固定限制C.队列的元素存储可以采用链式存储结构，也可以采用顺序存储结构，但链式存储结构更优D.队列在进行插入操作时，可能会出现队满但仍有存储空间未被使用的情况15、设计一个数字通信中的正交幅度调制（QAM）信号生成和解调系统，分析调制性能。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细说明在快速排序的非递归实现中，如何使用栈或队列模拟递归过程。2、（本题5分）解释如何使用递归算法实现二叉树的前序、中序和后序遍历，并分析递归算法的优缺点。3、（本题5分）论述平衡二叉搜索树（AVL树）的定义和调整平衡的方法，比较其与二叉搜索树的性能差异。4、（本题5分）解释并举例说明在树的存储结构中，孩子兄弟表示法的原理和优势。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线点餐系统需要记录菜品信息和订单信息。菜品包括菜品ID、菜品名称、价格、图片、描述等，订单包括订单ID、用户ID、菜品列表、总价、下单时间等。设计数据结构来存储这些数据，能够快速查询菜品、生成订单、更新订单状态，并统计每种菜品的销售数量。2、（本题5分）某旅游预订平台需要管理酒店的房间信息、预订状态和价格。设计一种数据结构和算法，能够快速地查询可预订房间、处理预订操作，并根据预订情况动态调整价格。3、（本题5分）一个在线房产中介系统需要管理房源信息、房东信息、租客需求、租赁合同等。设计数据结构来实现房源的发布、租客需求的匹配、合同的签订和管理，能够保障交易的安全和透明。4、（本题5分）某公司的人力资源管理系统需要存储员工的培训记录，如员工编号、培训课程、培训时间、培训成绩等。系统要能够快速查找特定员工的培训记录、按照培训成绩对员工进行排序、新增培训记录、修改培训信息、删除无效记录。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现和性能分析。5、（本题5分）某城市的公交系统需要对公交线路和站点进行管理。线路和站点信息以有向无环图的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查找从起点到终点经过最少站点的公交线路；（2）判断两条公交线路是否存在交叉站点；（3）新增一条公交线路时，如何更新整个公交网络；（4）计算每个站点的客流量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。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，计算给定带权无向图中所有顶点对之间路径长度的方差，输出方差。2、（本题10分）设计一个哈夫曼