甘肅農業(yè)職業(yè)技術學院《數據分析與數據挖掘》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《數據分析與數據挖掘》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、設計一個液晶顯示器（LCD）的驅動電路，能夠實現圖像的清晰顯示，具有對比度調節(jié)功能。2、假設在一個算法競賽中，需要在有限的時間內解決一個涉及大量數據處理和復雜邏輯的問題。在選擇數據結構時，以下哪個因素通常是最關鍵的考慮因素？（）A.空間復雜度B.時間復雜度C.代碼實現的難度D.數據結構的通用性3、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。以下關于棧的描述，錯誤的是（）A.棧的操作遵循后進先出（LIFO）原則B.入棧和出棧操作的時間復雜度都為O(1)C.?？梢杂脭到M或鏈表來實現D.棧只能用于實現簡單的數值計算，不能用于復雜的算法4、設計一個基于霍爾傳感器的電機轉速測量系統，能夠準確測量電機的轉速，并將轉速數據實時顯示。5、設計一個基于數字圖像處理技術的車牌識別系統，能夠對輸入的車輛圖像進行車牌定位、字符分割和識別，闡述算法流程和實現方法。6、設計一個電子秤電路，能夠測量物體的重量，測量范圍為0kg到10kg，精度為±0.01kg。7、設計一個基于PLC的電梯控制系統，實現電梯的上升、下降、?？俊㈤_門、關門等邏輯控制和安全保護功能。8、設計一個溫度傳感器網絡遠程監(jiān)控與預警電路，能夠通過互聯網遠程監(jiān)控溫度傳感器網絡的工作狀態(tài)，當溫度異常時發(fā)出預警信號。9、線段樹是一種用于處理區(qū)間查詢和更新的數據結構。關于線段樹的應用，以下描述哪一項是不正確的？（）A.可以用于快速計算數組某一區(qū)間的和、最大值、最小值等B.對于頻繁的區(qū)間更新操作，線段樹能夠高效地處理C.線段樹的構建和查詢操作的時間復雜度均為O(logn)D.線段樹只能用于處理數值類型的數據，不能處理其他類型的數據10、設計一個基于FPGA的數字信號調制解調系統，支持多種調制方式如QAM、OFDM等，給出硬件實現和性能測試。11、設計一個數字通信中均衡器訓練和跟蹤模式的切換策略，分析對系統性能的影響。12、在一個有n個頂點的無向圖中，若要判斷圖中是否存在回路，使用深度優(yōu)先遍歷算法，其時間復雜度為？（）A.O(n)B.O(n+e)，其中e為邊數C.O(n^2)D.O(logn)13、考慮一個任務調度系統，有多個任務按照優(yōu)先級和提交時間進行調度執(zhí)行。以下哪種數據結構可以有效地管理這些任務，并保證高優(yōu)先級或早提交的任務先執(zhí)行？（）A.優(yōu)先隊列，根據優(yōu)先級和時間排序B.數組，通過索引訪問任務C.鏈表，按照提交順序存儲任務D.棧，先進后出執(zhí)行任務14、設計一個基于Arduino的智能家居控制系統，能夠實現燈光控制、溫度監(jiān)測和窗簾控制，描述系統組成和通信協議。15、設計一個音頻放大器噪聲抑制電路，能夠降低放大器的噪聲水平，提高音頻質量。16、設計一個數字頻率合成器電路，能夠產生不同頻率的正弦波、方波和三角波，頻率范圍為1Hz到10MHz。17、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關于歸并排序的敘述，錯誤的是：（）A.歸并排序將待排序序列分成若干個子序列，然后將子序列合并成有序序列B.歸并排序在最壞、平均和最好情況下的時間復雜度均為O(nlogn)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復雜度較高18、利用模擬電路技術，設計一個用于舞臺燈光控制的調光器，能夠實現燈光的平滑調節(jié)和多種燈光效果。19、設計一個基于物聯網技術的智能電表抄表系統，實現遠程自動抄表和數據管理。20、假設要實現一個優(yōu)先級隊列，其中元素的優(yōu)先級可以動態(tài)改變。以下哪種數據結構和操作組合最適合？（）A.最大堆和堆調整操作B.最小堆和堆刪除操作C.鏈表和排序操作D.數組和插入排序操作21、設計一個集成電路封裝結構，滿足散熱、電氣性能和機械強度等要求，進行封裝的可靠性分析。22、設計一個基于集成電路的溫度傳感器電路，能夠精確測量環(huán)境溫度，并將溫度值以數字形式輸出。23、設計一個數字圖像處理中彩色圖像和灰度圖像的轉換和處理系統，分析處理效果。24、設計一個基于鎖相環(huán)的時鐘同步系統，能夠使多個設備的時鐘保持同步，同步精度不大于1μs。25、在一個最小堆中，刪除堆頂元素后，需要重新調整堆以保持其性質。以下哪種操作是正確的？（）A.將最后一個元素移到堆頂，然后向下調整B.將第一個元素移到末尾，然后向上調整C.重新構建整個堆D.不進行任何操作二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在一個二叉樹中，如何進行后序遍歷的非遞歸實現？2、（本題5分）描述二叉樹的遍歷算法在二叉樹的垂直遍歷問題中的應用。3、（本題5分）詳細闡述AVL樹和紅黑樹在自平衡機制上的差異，以及它們適用的不同場景。4、（本題5分）論述在字符串匹配中，BF算法和KMP算法的原理和實現步驟，比較它們的效率。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，使用圖的數據結構表示旅游路線規(guī)劃網絡，實現景點的最佳游覽順序和最短路徑推薦功能。2、（本題5分）設計一個程序，用AC自動機進行多關鍵詞在大文本中的快速匹配。3、（本題5分）設計一個算法，利用鏈表實現一個隊列，模擬超市收銀臺的排隊情況。4、（本題5分）研究AVL樹在頻繁更新操作下的性能瓶頸，提出可能的解決方案。5、（本題5分）設計一個程序，利用數組實現堆排序的優(yōu)化版本，提高排序效率并展示過程和結果。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個在線考試系統中，需要管理考試科目、試題、考生答案和成績等信息。設計一種數據結構來存儲這些信息，實現考試科目的添加、刪除、查找和修改，試題的錄入和更新，考生答案的存儲和成績的計算，并能夠快速查詢考生的成績和排名。2、（本題10分）某音樂播放平臺需要管理大量的音樂文件信息，包括歌曲ID、歌曲名稱、歌手、專輯、播放次數、下載次數等。設計數據結構來存儲這些音樂信息，能夠快速查找特定歌曲、按照歌手或專輯分類、更新播放和下載次數，并統計熱門歌曲。3、（本題10分）某公司的項目任務分配系統需要對多個項目的任務和員工分配情況進行管理。任務信息包括任務編號、任務描述、負責人