湖南警察學院《數據可視化方法與實踐》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖南警察學院《數據可視化方法與實踐》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、設計一個基于超聲波傳感器的距離測量系統，能夠測量物體與傳感器之間的距離，并顯示測量結果。2、設計一個數字溫度計液位計電路，能夠同時測量環(huán)境溫度和液體液位高度，溫度精度為±0.1℃，液位測量范圍為0cm到100cm，精度為±1cm。3、在數據結構的排序算法中，歸并排序是一種穩(wěn)定的排序方法。假設我們正在使用歸并排序對數組進行排序。以下關于歸并排序的描述，哪一項是不準確的？（）A.歸并排序的基本思想是將數組分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時間復雜度在任何情況下都是O(nlogn)C.歸并排序在合并過程中需要額外的輔助空間，其空間復雜度為O(n)D.歸并排序是一種原地排序算法，不需要額外的存儲空間4、在一個多線程環(huán)境中，多個線程需要同時訪問和修改一個共享的數據結構。為了保證數據的一致性和線程安全，以下哪種數據結構可能是最合適的？（）A.線程安全的鏈表，通過加鎖機制保證并發(fā)訪問的正確性B.普通的數組，需要額外的同步機制來保證線程安全C.線程安全的哈希表，提供了內置的同步機制D.樹，結構復雜，線程安全實現難度較大5、設計一個數字音頻處理中的音頻均衡器參數自動調整系統，分析調整效果。6、設計一個基于單片機的智能電表遠程抄表系統，能夠通過電力線載波通信將電表數據傳輸到集中器，實現遠程抄表功能。7、使用單片機設計一個智能火災報警系統，能夠檢測火災跡象并及時發(fā)出警報和通知相關人員。8、在二叉樹的遍歷中，先序遍歷、中序遍歷和后序遍歷是三種常見的方式。若已知一棵二叉樹的先序遍歷和中序遍歷序列，以下說法錯誤的是（）A.可以唯一確定這棵二叉樹B.能夠推導出后序遍歷序列C.不能確定該二叉樹的高度D.無法確定每個節(jié)點的具體位置9、設計一個簡單的圖像采集與處理系統，能夠使用攝像頭采集圖像，并進行灰度化、二值化等基本處理，展示系統的硬件組成和軟件算法。10、設計一個基于ZigBee技術的智能家居控制系統，能夠實現對燈光、窗簾、空調等設備的遠程控制和狀態(tài)監(jiān)測。11、設計一個數字存儲示波器觸發(fā)電路，能夠根據特定的信號條件觸發(fā)示波器的采樣，提高測量的準確性。12、設計一個基于光電二極管和運放的光功率測量系統，能夠測量不同波長的光功率。13、設計一個光通信中的摻鉺光纖放大器（EDFA）驅動電路，實現對EDFA的穩(wěn)定驅動和增益控制。14、設計一個簡單的無線充電系統，輸出功率為5W，效率不低于70%，說明系統原理和關鍵部件。15、考慮一個圖的最短路徑問題，迪杰斯特拉（Dijkstra）算法是一種常見的求解方法。假設圖中存在負權邊，以下關于Dijkstra算法的適用性，哪個說法是正確的（）A.仍然適用，可以求出最短路徑B.可能會得到錯誤的結果C.無法運行D.會自動將負權邊轉換為正權邊16、設計一個基于加速度傳感器的振動監(jiān)測系統，能夠監(jiān)測設備的振動情況，并進行故障預警。17、設計一個光耦隔離的模擬量輸入模塊，實現對0至5V模擬信號的隔離采集，給出電路參數和應用示例。18、數據結構與算法的關系緊密相連。以下關于數據結構與算法關系的描述，不正確的是：（）A.數據結構是算法的基礎，算法依賴于特定的數據結構B.不同的數據結構可以用于實現相同的算法，效果可能不同C.算法的設計和選擇會影響數據結構的使用和效率D.數據結構和算法是相互獨立的，沒有關聯19、設計一個基于單片機的智能路燈控制系統，能夠根據環(huán)境光照強度自動調節(jié)路燈的亮度，實現節(jié)能控制。20、設計一個基于數字邏輯電路的簡易密碼鎖系統，要求輸入正確密碼才能開鎖，密碼可由用戶自行設定，同時具備錯誤輸入次數限制及報警功能。21、考慮一個計算機網絡中的路由表存儲，其中包含目標網絡地址和對應的下一跳信息。為了能夠快速查找路由表以確定數據包的轉發(fā)路徑，以下哪種數據結構可能是最合適的？（）A.二叉樹，按地址大小排序存儲B.哈希表，通過地址計算索引C.鏈表，順序存儲路由信息D.Trie樹（字典樹），高效匹配網絡地址22、鏈表是另一種重要的數據結構，與數組相比具有不同的特點。以下關于鏈表的描述，不正確的是：（）A.鏈表中的元素通過指針鏈接在一起，存儲位置可以是不連續(xù)的，插入和刪除操作只需修改指針，效率較高B.單向鏈表只能從表頭向表尾遍歷，而雙向鏈表可以從表頭和表尾雙向遍歷，更加靈活C.鏈表的查找操作需要從頭節(jié)點依次遍歷，效率相對較低，但在不知道元素位置的情況下仍能進行插入和刪除D.鏈表不需要預先分配連續(xù)的存儲空間，因此不會出現存儲空間浪費的情況，且其內存使用效率總是高于數組23、設計一個基于STM32H7的高性能嵌入式系統，能夠運行復雜的實時操作系統和應用程序，給出硬件架構和軟件環(huán)境搭建。24、在一個需要對電話號碼進行存儲和快速檢索的場景中，以下哪種數據結構可能是最優(yōu)的選擇？（）A.二叉搜索樹，按照電話號碼的數字大小進行存儲和查找B.哈希表，通過合適的哈希函數可以快速定位電話號碼C.跳表，提供了較好的查找性能，但實現相對復雜D.線段樹，主要用于區(qū)間操作，不適合電話號碼檢索25、設計一個基于Zigbee技術的無線傳感器網絡節(jié)點，實現環(huán)境參數的采集和傳輸，描述節(jié)點的硬件結構和軟件通信協議。26、設計一個基于FPGA的數字頻率合成器，輸出頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10^-6，相位噪聲低于-100dBc/Hz@1kHz。27、對于一個需要快速計算一個字符串的所有子串的問題，以下哪種數據結構和算法的組合可能是最有效的？（）A.后綴數組和相關算法B.前綴樹和遍歷C.鏈表和字符串操作D.數組和循環(huán)28、設計一個數字鎖相環(huán)電路，能夠實現對輸入信號的頻率和相位跟蹤，給出電路結構和參數計算。29、設計一個模擬集成電路中的反饋放大器，實現特定的增益和帶寬要求，分析反饋對穩(wěn)定性的影響。30、設計一個太陽能熱水器控制器遠程控制電路，能夠通過手機或電腦遠程控制熱水器的工作狀態(tài)，并且具有故障報警功能。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個倉庫的貨物分類管理系統需要對不同類型的貨物進行分類存儲和管理，包括貨物編號、貨物名稱、貨物類別、貨物數量、存放位置等信息。系統要支持快速查找特定類別貨物、按照貨物數量對貨物進行排序、新增貨物類別、修改貨物信息、刪除貨物。請選擇恰當的數據結構，并詳細說明算法和代碼實現，以及性能分析。2、（本題5分）某電商平臺的促銷活動管理系統需要記錄活動信息、參與商品、優(yōu)惠規(guī)則和用戶參與情況等。設計一種數據結構來存儲這些信息，實現活動的創(chuàng)建、修改和刪除，參與商品的添加和刪除，優(yōu)惠規(guī)則的設置和計算，以及用戶參與情況的記錄和統計，并能夠實時監(jiān)控活動效果和調整策略。3、（本題5分）一個在線健身課程平臺需要管理課程視頻、學員的學習進度、打卡記錄和教練評價。設計數據結構來優(yōu)化用戶體驗和課程管理。4、（本題5分）某物流企業(yè)的貨物跟蹤系統需要記錄貨物的發(fā)貨地、收貨地、運輸路徑、當前位置、預計到達時間等信息。設計數據結構來實時更新貨物運輸狀態(tài)，支持按發(fā)貨地、收貨地等條件進行查詢，能夠及時處理運輸過程中的異常情況。5、（本題5分）假設一個在線投票系統需要記錄投票主題、選項和投票人的投票情況。投票主題包括主題ID、主題名稱、開始時間、結束時間，選項包括選項ID、主題ID、選項內容，投票情況包括投票人ID、主題ID、選項ID。請設計數據結構來存儲這些數據，能夠快速統計每個選項的票數、查詢投票結果、防止重復投票，并在投票結束后生成投票報告。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何在一個有序鏈表中刪除重復節(jié)點，只保留一個。2、（本題5分）詳細解釋在一個具有n個頂點的無向圖中，如何使用深度優(yōu)先搜索算法來判斷是否存在環(huán)。3、（本題5分）詳細說明如何在一個無向圖中判斷是否為二部圖，給出算法步驟和實現代碼，并分析其時間復雜度。4、（本題5分）解釋如何將一個有序鏈表和一個無序鏈表合并成一個有序鏈表，給出算法步驟和實現代碼，并分析