哈爾濱理工大學(xué)《計算復(fù)雜性》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁哈爾濱理工大學(xué)

《計算復(fù)雜性》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在計算機(jī)系統(tǒng)中，緩存的作用是提高數(shù)據(jù)的訪問速度。以下關(guān)于緩存的描述，哪一項是錯誤的？（）A.緩存越大，性能越好B.緩存的數(shù)據(jù)是主存數(shù)據(jù)的副本C.緩存需要采用合適的替換策略D.以上都不對2、在數(shù)據(jù)倉庫中，ETL過程用于數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)換和加載。以下關(guān)于ETL的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.可以保證數(shù)據(jù)的一致性B.是一個簡單的過程C.涉及數(shù)據(jù)的清洗和整合D.以上都不對3、對于計算思維中的面向?qū)ο缶幊趟枷?，以下關(guān)于其特點和優(yōu)勢的描述，哪一種是準(zhǔn)確的？（）A.面向?qū)ο缶幊虒?shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的方法封裝在對象中，強調(diào)對象之間的交互和繼承關(guān)系。它具有高內(nèi)聚、低耦合、代碼復(fù)用性好、可維護(hù)性強等優(yōu)點。通過類的定義和對象的創(chuàng)建，可以更清晰地組織和表達(dá)程序的邏輯結(jié)構(gòu)，使得程序更易于理解和擴(kuò)展B.面向?qū)ο缶幊趟枷脒^于復(fù)雜，會增加程序的開發(fā)難度和時間成本，不如傳統(tǒng)的過程式編程簡單直接C.面向?qū)ο缶幊讨贿m用于大型軟件項目，對于小型程序或簡單的任務(wù)，使用面向?qū)ο缶幊淌且环N過度設(shè)計D.面向?qū)ο缶幊痰膬?yōu)勢被夸大了，實際上在很多情況下，其性能不如過程式編程4、計算思維強調(diào)問題的形式化描述。對于一個求解方程x^2-5x+6=0的問題，以下哪種形式化描述是準(zhǔn)確的（）A.尋找使得等式成立的x值B.計算x的平方減去5倍的x再加上6的結(jié)果C.分析方程的系數(shù)和常數(shù)項D.以上都不準(zhǔn)確5、計算思維強調(diào)在解決問題時考慮多種可能的解決方案。對于一個計算兩個數(shù)最大公約數(shù)的問題，除了歐幾里得算法，還可以使用（）A.暴力枚舉法B.隨機(jī)算法C.以上都不行D.以上都可以6、當(dāng)設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫的索引結(jié)構(gòu)，以加快數(shù)據(jù)的查詢速度。如果數(shù)據(jù)的查詢模式比較復(fù)雜，包含多個條件的組合。以下哪種索引類型是合適的？（）A.B樹索引，適用于范圍查詢B.哈希索引，快速定位特定值C.全文索引，用于文本搜索D.不創(chuàng)建索引，依靠全表掃描7、在計算思維中的問題分解策略方面，以下對于其原理和意義的解釋，哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.問題分解就是把一個大問題簡單地分成幾個小部分，沒有什么特別的技巧和意義B.問題分解是將一個復(fù)雜的問題拆解為若干個相對簡單、易于處理的子問題的過程。其原理基于人類認(rèn)知的局限性，通過將復(fù)雜問題逐步細(xì)化，可以更清晰地理解問題的結(jié)構(gòu)和內(nèi)在關(guān)系。這使得解決問題的過程更加有條理，降低了問題的復(fù)雜度，提高了解決問題的效率和成功率。同時，問題分解有助于團(tuán)隊協(xié)作，不同人員可以專注于解決特定的子問題C.問題分解策略過于復(fù)雜，在實際解決問題時往往會增加難度，不建議使用D.問題分解只適用于特定類型的計算問題，通用性不強8、在計算思維的概念中，關(guān)于問題分解（ProblemDecomposition）這一重要方法，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.問題分解是將一個復(fù)雜的大問題逐步拆解為若干個相對簡單的小問題B.通過問題分解，可以使原本難以直接解決的問題變得更容易處理C.問題分解需要清晰地界定每個小問題的邊界和相互關(guān)系D.問題分解只要隨意將大問題切割成小部分就行，無需考慮邏輯和關(guān)聯(lián)性9、在計算機(jī)視覺中，如果要實現(xiàn)目標(biāo)檢測和跟蹤，例如在視頻中跟蹤一個移動的物體。以下哪種方法和技術(shù)是關(guān)鍵的？（）A.特征提取，如SIFT或SURF特征B.基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測算法，如YOLO或SSDC.光流法，計算圖像中的像素運動D.以上方法和技術(shù)的綜合運用10、在當(dāng)今數(shù)字化的時代，計算思維對于解決各種復(fù)雜問題起著至關(guān)重要的作用。假設(shè)您正在參與一個大型城市的交通流量優(yōu)化項目，需要綜合考慮道路狀況、車輛類型、出行時間等眾多因素。在這種情況下，以下哪種計算思維方法能夠幫助您更有效地分析和解決交通擁堵問題？（）A.抽象與建模B.算法設(shè)計C.糾錯與容錯D.并行計算11、當(dāng)考慮計算思維中的圖論（GraphTheory）應(yīng)用時，以下哪種說法是不正確的？（）A.圖論用于研究點和邊組成的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)和關(guān)系B.它在網(wǎng)絡(luò)路由、社交網(wǎng)絡(luò)分析、交通規(guī)劃等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用C.圖的遍歷算法、最短路徑算法、最小生成樹算法等是圖論中的重要算法D.圖論只適用于理論研究，在實際問題中難以直接應(yīng)用12、在計算思維中，對于一個需要同時處理多個任務(wù)的情況，以下哪種調(diào)度策略通常能提高系統(tǒng)的整體效率（）A.先來先服務(wù)B.短作業(yè)優(yōu)先C.優(yōu)先級調(diào)度D.隨機(jī)調(diào)度13、對于計算中的圖算法，以下關(guān)于深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索的描述，不正確的是哪一項？（）A.深度優(yōu)先搜索從起始節(jié)點開始，沿著一條路徑盡可能深地訪問節(jié)點，直到無法繼續(xù)，然后回溯B.廣度優(yōu)先搜索則從起始節(jié)點開始，逐層地訪問相鄰節(jié)點，先訪問距離起始節(jié)點近的節(jié)點C.深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索都可以用于圖的遍歷、尋找路徑、判斷連通性等問題D.深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度在所有類型的圖中都是相同的14、對于一個需要處理大量文本數(shù)據(jù)的應(yīng)用，例如自然語言處理任務(wù)，需要對文本進(jìn)行分詞、詞干提取和詞頻統(tǒng)計等操作。以下哪種編程語言和庫能夠提供便捷和高效的支持？（）A.C語言，通過手動編寫字符串處理函數(shù)B.Java語言，使用內(nèi)置的字符串操作方法C.Python語言，結(jié)合NLTK或SpaCy等庫D.匯編語言，直接操作底層硬件15、假設(shè)要開發(fā)一個能夠自動生成詩歌的程序，需要對語言的模式和結(jié)構(gòu)有深入的理解和模擬。在實現(xiàn)這個程序時，以下哪種技術(shù)可能是最為關(guān)鍵的？（）A.基于模板的生成，使用固定的詩歌模板填充詞匯B.自然語言處理中的詞法分析和句法分析技術(shù)，理解輸入文本的結(jié)構(gòu)C.深度學(xué)習(xí)中的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）及其變體，如長短期記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）和門控循環(huán)單元（GRU），能夠?qū)W習(xí)語言的長期依賴關(guān)系和模式，生成富有創(chuàng)意和連貫性的詩歌文本，為自動詩歌生成提供強大的技術(shù)支持D.簡單的隨機(jī)組合詞匯，生成所謂的“詩歌”16、對于計算中的錯誤處理和容錯機(jī)制，以下關(guān)于異常處理、錯誤恢復(fù)策略和可靠性保障的描述，哪一項是正確的？（）A.異常處理用于捕獲和處理程序運行時的錯誤情況，通過合理的異常拋出和捕獲機(jī)制，可以增強程序的健壯性。錯誤恢復(fù)策略包括重試、回滾、替代操作等，根據(jù)具體情況選擇合適的策略來恢復(fù)系統(tǒng)的正常運行。同時，通過冗余設(shè)計、備份和校驗等方法來提高系統(tǒng)的可靠性B.錯誤處理和容錯機(jī)制會增加程序的復(fù)雜性，降低運行效率，因此應(yīng)該盡量避免使用C.只要程序編寫正確，就不會出現(xiàn)錯誤，不需要考慮錯誤處理和容錯機(jī)制D.錯誤處理和容錯機(jī)制只適用于大型的關(guān)鍵系統(tǒng)，對于小型程序沒有必要17、在探討計算思維中的錯誤處理和調(diào)試技術(shù)時，以下關(guān)于其重要性和方法的描述，哪一項是正確的？（）A.錯誤處理和調(diào)試是軟件開發(fā)過程中不可或缺的環(huán)節(jié)。有效的錯誤處理機(jī)制能夠提高程序的穩(wěn)定性和可靠性，在出現(xiàn)異常情況時能夠采取適當(dāng)?shù)拇胧?，如錯誤提示、日志記錄和恢復(fù)操作。調(diào)試技術(shù)包括使用調(diào)試工具、設(shè)置斷點、查看變量值和跟蹤程序執(zhí)行流程等，幫助開發(fā)人員快速定位和解決代碼中的錯誤。掌握這些技術(shù)可以大大提高開發(fā)效率，減少程序中的潛在問題B.錯誤處理和調(diào)試只是在程序出現(xiàn)問題時才需要考慮，在開發(fā)過程中不需要提前規(guī)劃和設(shè)計C.錯誤處理和調(diào)試技術(shù)非常簡單，只要憑借經(jīng)驗和直覺就能輕松完成，不需要專門學(xué)習(xí)和掌握D.錯誤處理和調(diào)試會增加程序的復(fù)雜性和代碼量，因此應(yīng)該盡量減少錯誤處理和調(diào)試的代碼18、對于計算思維中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇，在滿足不同應(yīng)用需求和提高算法效率方面，以下哪一個觀點是最合理的？（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇取決于問題的性質(zhì)、數(shù)據(jù)的特點和操作的頻繁程度。例如，對于頻繁插入和刪除操作的應(yīng)用，鏈表可能更合適；對于快速查找和排序需求，二叉搜索樹或哈希表可能是更好的選擇。合理選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以顯著提高算法的效率和性能B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇并不重要，任何一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可以用于解決各種問題，只需要在編程時靈活運用即可C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其性能就越好，因此在實際應(yīng)用中應(yīng)盡量選擇復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)和理解難度較大，為了降低編程的復(fù)雜性，應(yīng)該盡量選擇簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即使效率稍低也可以接受19、關(guān)于計算中的遞歸思想，以下對于遞歸函數(shù)的工作原理、優(yōu)點和可能出現(xiàn)的問題的描述，哪一項是準(zhǔn)確的？（）A.遞歸函數(shù)通過不斷調(diào)用自身來解決問題，其優(yōu)點是代碼簡潔、直觀，容易理解和實現(xiàn)。但遞歸可能導(dǎo)致棧溢出錯誤，特別是在處理大規(guī)模問題時，并且在某些情況下，遞歸的效率可能不如迭代B.遞歸函數(shù)只適用于非常簡單的問題，對于復(fù)雜問題無法使用C.遞歸函數(shù)的執(zhí)行效率總是比迭代函數(shù)高，應(yīng)該優(yōu)先使用遞歸函數(shù)D.遞歸函數(shù)的工作原理非常復(fù)雜，難以理解和掌握，在實際編程中應(yīng)盡量避免使用20、在程序設(shè)計中，變量的作用域決定了變量在程序中的可見性和可訪問性。以下關(guān)于變量作用域的描述，哪一項是正確的？（）A.全局變量在整個程序中都可見B.局部變量只在其所在的函數(shù)內(nèi)可見C.嵌套函數(shù)中的變量可以被外層函數(shù)訪問D.以上都對二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述計算思維中的“計算思維與教育評價體系的改革”，說明計算思維能力應(yīng)如何納入教育評價體系，以及對現(xiàn)有評價體系的挑戰(zhàn)和改進(jìn)方向。2、（本題5分）計算思維中的加密和解密算法是保障信息安全的重要手段。請闡述常見的加密算法（如AES、RSA等）的工作原理和安全性分析，以及如何在網(wǎng)絡(luò)通信中應(yīng)用加密技術(shù)保護(hù)數(shù)據(jù)隱私。3、（本題5分）解釋計算思維中的生物計算概念，分析利用生物分子進(jìn)行計算的原理和方法，以及生物計算在未來計算領(lǐng)域的前景。4、（本題5分）解釋計算思維中的“生物信息學(xué)中的計算思維”，說明在基因序列分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測等方面如何運用計算思維推動生物科學(xué)的發(fā)展。5、（本題5分）計算思維在藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域，如數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作、交互設(shè)計等方面有著獨特的應(yīng)用。請舉例說明計算思維如何激發(fā)藝術(shù)創(chuàng)新，并討論在藝術(shù)與技術(shù)融合中的挑戰(zhàn)和可能性。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)方面存在效率低下和可靠性不足的問題。請從計算思維的角度分析原因，提出優(yōu)化備份策略和恢復(fù)機(jī)制的具體方法。2、（本題5分）對于一個視頻會議系統(tǒng)，需要保障音頻視頻的流暢傳輸、會議的組織管理和參會人員的互動體驗。請?zhí)接懭绾芜\用計算思維來優(yōu)化系統(tǒng)性能。3、（本題5分）對于一個科研項目管理系統(tǒng)，需要對項目進(jìn)度、資源分配和成果評估進(jìn)行綜合管理。請詳盡分析如何運用計算思維來提高系統(tǒng)的管理效率和決策科學(xué)性。4、（本題5分）一款智能健康管理應(yīng)用在健康數(shù)據(jù)的分析和疾病預(yù)警方面不夠準(zhǔn)確和及時。請從計算思維的角度剖析原因，提出基于多源健康數(shù)據(jù)融合、深度學(xué)習(xí)模型和實時監(jiān)測技術(shù)的改進(jìn)策略。5、（本題5分）一款移動支付應(yīng)用在處理高并發(fā)交易時出現(xiàn)性能瓶頸和安全隱患。請從計算思維的角度思考如何通過優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)、加密技術(shù)和交易處理流程來解決這些問題。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在智能監(jiān)控系統(tǒng)（如交通監(jiān)控、安防監(jiān)控）中，計算思維可以實現(xiàn)目標(biāo)檢測和行為分析。深入探討如何運用計算思維的圖像處理和模式識別技術(shù)，實時監(jiān)測場景中的異常情況，提取目標(biāo)的特征和行為模式，為決策提供依據(jù)，分析智能監(jiān)