甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘》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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個液晶顯示器（LCD）的驅(qū)動電路，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的清晰顯示，具有對比度調(diào)節(jié)功能。2、假設(shè)在一個算法競賽中，需要在有限的時間內(nèi)解決一個涉及大量數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜邏輯的問題。在選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，以下哪個因素通常是最關(guān)鍵的考慮因素？（）A.空間復(fù)雜度B.時間復(fù)雜度C.代碼實(shí)現(xiàn)的難度D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(guān)于棧的描述，錯誤的是（）A.棧的操作遵循后進(jìn)先出（LIFO）原則B.入棧和出棧操作的時間復(fù)雜度都為O(1)C.?？梢杂脭?shù)組或鏈表來實(shí)現(xiàn)D.棧只能用于實(shí)現(xiàn)簡單的數(shù)值計(jì)算，不能用于復(fù)雜的算法4、設(shè)計(jì)一個基于霍爾傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)實(shí)時顯示。5、設(shè)計(jì)一個基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的車牌識別系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲能囕v圖像進(jìn)行車牌定位、字符分割和識別，闡述算法流程和實(shí)現(xiàn)方法。6、設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)一個基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上升、下降、停靠、開門、關(guān)門等邏輯控制和安全保護(hù)功能。8、設(shè)計(jì)一個溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控與預(yù)警電路，能夠通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)，當(dāng)溫度異常時發(fā)出預(yù)警信號。9、線段樹是一種用于處理區(qū)間查詢和更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關(guān)于線段樹的應(yīng)用，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以用于快速計(jì)算數(shù)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(gòu)建和查詢操作的時間復(fù)雜度均為O(logn)D.線段樹只能用于處理數(shù)值類型的數(shù)據(jù)，不能處理其他類型的數(shù)據(jù)10、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，支持多種調(diào)制方式如QAM、OFDM等，給出硬件實(shí)現(xiàn)和性能測試。11、設(shè)計(jì)一個數(shù)字通信中均衡器訓(xùn)練和跟蹤模式的切換策略，分析對系統(tǒng)性能的影響。12、在一個有n個頂點(diǎn)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(fù)雜度為？（）A.O(n)B.O(n+e)，其中e為邊數(shù)C.O(n^2)D.O(logn)13、考慮一個任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，有多個任務(wù)按照優(yōu)先級和提交時間進(jìn)行調(diào)度執(zhí)行。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地管理這些任務(wù)，并保證高優(yōu)先級或早提交的任務(wù)先執(zhí)行？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，根據(jù)優(yōu)先級和時間排序B.數(shù)組，通過索引訪問任務(wù)C.鏈表，按照提交順序存儲任務(wù)D.棧，先進(jìn)后出執(zhí)行任務(wù)14、設(shè)計(jì)一個基于Arduino的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光控制、溫度監(jiān)測和窗簾控制，描述系統(tǒng)組成和通信協(xié)議。15、設(shè)計(jì)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(zhì)量。16、設(shè)計(jì)一個數(shù)字頻率合成器電路，能夠產(chǎn)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(guān)于歸并排序的敘述，錯誤的是：（）A.歸并排序?qū)⒋判蛐蛄蟹殖扇舾蓚€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(fù)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(fù)雜度較高18、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個用于舞臺燈光控制的調(diào)光器，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光的平滑調(diào)節(jié)和多種燈光效果。19、設(shè)計(jì)一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電表抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動抄表和數(shù)據(jù)管理。20、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個優(yōu)先級隊(duì)列，其中元素的優(yōu)先級可以動態(tài)改變。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作組合最適合？（）A.最大堆和堆調(diào)整操作B.最小堆和堆刪除操作C.鏈表和排序操作D.數(shù)組和插入排序操作21、設(shè)計(jì)一個集成電路封裝結(jié)構(gòu)，滿足散熱、電氣性能和機(jī)械強(qiáng)度等要求，進(jìn)行封裝的可靠性分析。22、設(shè)計(jì)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(shù)字形式輸出。23、設(shè)計(jì)一個數(shù)字圖像處理中彩色圖像和灰度圖像的轉(zhuǎn)換和處理系統(tǒng)，分析處理效果。24、設(shè)計(jì)一個基于鎖相環(huán)的時鐘同步系統(tǒng)，能夠使多個設(shè)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(diào)整堆以保持其性質(zhì)。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(diào)整B.將第一個元素移到末尾，然后向上調(diào)整C.重新構(gòu)建整個堆D.不進(jìn)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(jìn)行后序遍歷的非遞歸實(shí)現(xiàn)？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(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)闡述AVL樹和紅黑樹在自平衡機(jī)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(shí)現(xiàn)步驟，比較它們的效率。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個程序，使用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示旅游路線規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)景點(diǎn)的最佳游覽順序和最短路徑推薦功能。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個程序，用AC自動機(jī)進(jìn)行多關(guān)鍵詞在大文本中的快速匹配。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個算法，利用鏈表實(shí)現(xiàn)一個隊(duì)列，模擬超市收銀臺的排隊(duì)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(shè)計(jì)一個程序，利用數(shù)組實(shí)現(xiàn)堆排序的優(yōu)化版本，提高排序效率并展示過程和結(jié)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(tǒng)中，需要管理考試科目、試題、考生答案和成績等信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實(shí)現(xiàn)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(jì)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(shù)、下載次數(shù)等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些音樂信息，能夠快速查找特定歌曲、按照歌手或?qū)］嫹诸?、更新播放和下載次數(shù)，并統(tǒng)計(jì)熱門歌曲。3、（本題10分）某公司的項(xiàng)目任務(wù)分配系統(tǒng)需要對多個項(xiàng)目的任務(wù)和員工分配情況進(jìn)行管理。任務(wù)信息包括任務(wù)編號、任務(wù)描述、負(fù)責(zé)人