駐馬店幼兒師范高等專科學(xué)?！稊?shù)據(jù)可視化方法》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁(yè)，共1頁(yè)駐馬店幼兒師范高等?？茖W(xué)校

《數(shù)據(jù)可視化方法》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的圖像采集與處理系統(tǒng)，能夠使用攝像頭采集圖像，并進(jìn)行灰度化、二值化等基本處理，展示系統(tǒng)的硬件組成和軟件算法。2、在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的緩沖區(qū)管理中，需要有效地存儲(chǔ)和替換緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)頁(yè)，以提高數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)性能。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于緩沖區(qū)的管理？（）A.LRU（最近最少使用）算法和鏈表B.FIFO（先進(jìn)先出）算法和隊(duì)列C.MRU（最近最多使用）算法和棧D.Random（隨機(jī)）算法和數(shù)組3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的方波發(fā)生器，輸出頻率在100Hz至1kHz連續(xù)可調(diào)，說(shuō)明電路原理和元件選擇。4、在一個(gè)有向圖中，頂點(diǎn)表示城市，邊表示城市之間的道路，邊的權(quán)重表示道路的長(zhǎng)度。如果要使用迪杰斯特拉算法找到從源頂點(diǎn)到其他所有頂點(diǎn)的最短路徑，以下哪個(gè)步驟是算法的核心？（）A.每次選擇距離源頂點(diǎn)最近的未訪問(wèn)頂點(diǎn)B.從源頂點(diǎn)開始依次訪問(wèn)所有頂點(diǎn)C.不斷更新頂點(diǎn)的距離值D.隨機(jī)選擇一個(gè)頂點(diǎn)作為起始點(diǎn)5、在數(shù)組實(shí)現(xiàn)的順序隊(duì)列中，front指針指向隊(duì)頭元素，rear指針指向隊(duì)尾元素的下一個(gè)位置。假設(shè)隊(duì)列的最大容量為10，初始時(shí)front=rear=0。進(jìn)行了5次入隊(duì)操作和3次出隊(duì)操作后，隊(duì)列中的元素個(gè)數(shù)是多少？（）A.2B.3C.5D.86、設(shè)計(jì)一個(gè)基于LoRaWAN的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)低功耗遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，給出硬件架構(gòu)和軟件流程。7、隊(duì)列也是一種特殊的線性表，遵循先進(jìn)先出的原則。在實(shí)際應(yīng)用中，隊(duì)列常用于（）A.操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度B.圖的廣度優(yōu)先搜索算法C.緩存數(shù)據(jù)的管理D.以上都是8、在一個(gè)用鄰接表表示的無(wú)向圖中，要判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在邊，時(shí)間復(fù)雜度為（）A.O(1)B.O(n)C.O(log?n)D.取決于頂點(diǎn)的度數(shù)9、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)電壓跟隨器，提高電路的輸入阻抗和輸出穩(wěn)定性。10、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的工業(yè)以太網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的連接和數(shù)據(jù)交換，描述節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議。11、設(shè)計(jì)一個(gè)電源適配器，輸入為交流220V，輸出為直流5V/2A，具有過(guò)壓保護(hù)和短路保護(hù)功能，給出電路設(shè)計(jì)和變壓器參數(shù)計(jì)算。12、利用集成電路設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)一款用于音頻播放設(shè)備的音頻功率放大器芯片，具備高效率和低失真的特性。13、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，查找操作也是常見的操作之一。順序查找適用于無(wú)序數(shù)組，其平均時(shí)間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(logn)D.O(1)14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的電流源電路，輸出電流穩(wěn)定，精度高，可調(diào)節(jié)范圍寬。15、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的方式，對(duì)算法的效率和程序的性能有著重要影響。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)，如數(shù)組、鏈表屬于線性結(jié)構(gòu)，而樹和圖屬于非線性結(jié)構(gòu)B.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)取決于具體的應(yīng)用場(chǎng)景和操作需求，例如頻繁的插入和刪除操作可能更適合使用鏈表C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)通常包括節(jié)省存儲(chǔ)空間、提高操作效率和便于數(shù)據(jù)的管理與維護(hù)D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一旦確定，就不能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改和優(yōu)化，否則會(huì)導(dǎo)致程序出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM處理器的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和智能調(diào)節(jié)，說(shuō)明系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議。17、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)一款用于智能電表的專用集成電路芯片，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量和數(shù)據(jù)通信功能。18、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)信道編碼的性能評(píng)估方案，包括不同編碼方式的誤碼率測(cè)試和糾錯(cuò)能力分析。19、二叉樹的遍歷可以通過(guò)遞歸和非遞歸方式實(shí)現(xiàn)。對(duì)于中序遍歷，以下哪種非遞歸實(shí)現(xiàn)方式是常見的？（）A.使用棧來(lái)輔助B.使用隊(duì)列來(lái)輔助C.直接遍歷D.無(wú)法非遞歸實(shí)現(xiàn)20、設(shè)計(jì)一個(gè)高通數(shù)字濾波器，截止頻率為1kHz，采樣頻率為4kHz，采用雙線性變換法進(jìn)行設(shè)計(jì)。21、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音樂(lè)合成器，能夠生成各種樂(lè)器的聲音和音樂(lè)旋律。22、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)音頻前置放大器，能夠?qū)斎氲囊纛l信號(hào)進(jìn)行初步放大和預(yù)處理。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的音頻放大器電路，要求輸入阻抗高、輸出功率大、失真小，給出具體的電路設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算過(guò)程，并分析其性能。24、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索是兩種基本方法。以下關(guān)于這兩種算法的描述中，不正確的是（）A.深度優(yōu)先搜索使用棧來(lái)實(shí)現(xiàn)，廣度優(yōu)先搜索使用隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)B.深度優(yōu)先搜索可能會(huì)陷入死循環(huán)，廣度優(yōu)先搜索不會(huì)C.對(duì)于同一個(gè)圖，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索得到的遍歷結(jié)果一定相同D.這兩種算法都可以用于求解圖的連通性問(wèn)題25、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)編碼方案，如曼徹斯特編碼或差分曼徹斯特編碼，分析編碼效率和抗干擾能力。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是斐波那契堆的合并操作及其時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）解釋在平衡二叉搜索樹中，如何通過(guò)調(diào)整策略降低樹的高度。3、（本題5分）深入分析在一個(gè)具有n個(gè)元素的順序表中，如何進(jìn)行歸并排序，并分析其空間復(fù)雜度。4、（本題5分）什么是二叉搜索樹的刪除操作的優(yōu)化方法？請(qǐng)舉例說(shuō)明。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用數(shù)組實(shí)現(xiàn)堆排序算法，輸入一組數(shù)據(jù)進(jìn)行排序并展示過(guò)程和結(jié)果。2、（本題5分）分析伸展樹在刪除元素后的調(diào)整機(jī)制，設(shè)計(jì)性能優(yōu)化方法。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)二叉樹結(jié)構(gòu)，支持前序、中序和后序遍歷，以及節(jié)點(diǎn)的插入、刪除和查找操作。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用數(shù)組實(shí)現(xiàn)快速排序的優(yōu)化版本，提高排序效率并展示過(guò)程和結(jié)果。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用于管理一個(gè)餐廳的菜單信息（菜品編號(hào)、菜品名稱、價(jià)格、食材、分類等），能夠?qū)崿F(xiàn)菜品的添加、刪除、查詢和推薦功能。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某城市的公共交通卡管理系統(tǒng)需要記錄用戶信息、充值記錄、消費(fèi)記錄和卡余額等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)用戶的注冊(cè)、充值、消費(fèi)和掛失操作，充值和消費(fèi)記錄的查詢和統(tǒng)計(jì)，以及卡余額的實(shí)時(shí)更新，并能夠防范欺詐行為和保障用戶資金安全。2、（本題10分）假設(shè)一個(gè)視頻網(wǎng)站需要存儲(chǔ)大量的視頻信息和用戶的觀看記錄，視頻信息包括視頻ID、視頻名稱、時(shí)長(zhǎng)、上傳者、分類等，觀看記錄包括用戶ID、視頻ID、觀看時(shí)間、觀看進(jìn)度等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理這些數(shù)據(jù)，能夠快速查找視