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《數據可視化分析》2023-2024學年第二學期期末試卷院(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、運用通信網絡技術，設計一個智能工廠的工業以太網網絡架構，滿足生產設備的高速通信和協同工作需求。2、希爾排序是對插入排序的一種改進，以下關于希爾排序的特點，不正確的是：（）A.希爾排序通過將數組分成若干個子序列，分別進行插入排序，逐步減少增量，最終完成排序B.希爾排序的時間復雜度取決于增量序列的選擇，在某些情況下可以接近O(nlogn)C.希爾排序是一種不穩定的排序算法，可能改變相同元素的相對順序D.希爾排序的性能優于所有其他排序算法，適用于各種規模的數據排序3、在一個具有n個元素的順序表中，若要在第i個位置（1<=i<=n+1）插入一個新元素，以下哪種操作的時間復雜度最高？（）A.移動插入位置之后的所有元素B.查找插入位置C.分配新的存儲空間D.更新表的長度4、在圖的存儲和遍歷中，深度優先遍歷和廣度優先遍歷可以用于判斷圖是否連通。以下關于連通性判斷的敘述中，不正確的是（）A.如果從某個頂點出發能夠遍歷到圖中的所有頂點，則圖是連通的B.對于無向圖，深度優先遍歷和廣度優先遍歷的結果相同，都能判斷連通性C.對于有向圖，深度優先遍歷和廣度優先遍歷的結果可能不同，需要綜合判斷連通性D.無論圖的存儲方式如何，深度優先遍歷和廣度優先遍歷判斷連通性的時間復雜度相同5、設計一個基于PLC的污水處理廠曝氣池控制系統，實現對曝氣強度和時間的精確控制。6、設計一個音頻濾波器組，實現對不同頻段音頻的分離和處理，給出電路結構和濾波器參數設計。7、利用數字電路技術，設計一個智能電梯群控系統，優化多部電梯的運行調度，提高運輸效率。8、設計一個基于CPLD的邏輯控制電路，實現特定的邏輯功能，包括電路設計和功能仿真。9、設計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統，能夠實現圖像縮放、旋轉、灰度變換等基本操作。10、設計一個基于CPLD的數字邏輯電路，實現一個8位加法器和8位乘法器，給出硬件描述語言代碼和仿真結果。11、設計一個基于光電傳感器的自動門控制系統，當有人靠近時自動開門，一段時間后自動關門。12、設計一個簡單的光電編碼器接口電路，能夠準確讀取編碼器的輸出信號，用于位置測量，闡述電路原理和接口程序。13、設計一個數字溫度計，采用DS18B20溫度傳感器，能夠通過液晶顯示屏顯示溫度值，說明硬件連接和軟件編程。14、在一個長度為n的順序表中，刪除第i個元素（1<=i<=n），需要移動的元素個數為（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-115、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。16、插入排序也是一種常見的排序算法。以下關于插入排序的敘述，不正確的是：（）A.插入排序將待排序的元素插入到已排序的部分中合適的位置B.插入排序在平均情況下的時間復雜度為O(n^2)C.插入排序是一種不穩定的排序算法D.插入排序對于小規模數據的排序效果較好17、想象一個需要對大量浮點數進行排序的任務，并且要求排序的穩定性（即相同值的元素相對順序保持不變）。以下哪種排序算法可能是最合適的？（）A.冒泡排序，穩定但效率低B.快速排序，不穩定，效率較高C.歸并排序，穩定且在大數據量時效率較好D.選擇排序，不穩定且效率一般18、運用電子電路知識，設計一個用于工業自動化的壓力傳感器信號調理電路，將傳感器輸出信號轉換為標準電壓或電流信號。19、當處理一個動態增長和收縮的數據集合時，例如一個不斷有元素插入和刪除的集合，以下哪種數據結構在空間利用和操作效率上可能表現更優（）A.數組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹20、考慮隊列這種數據結構，它遵循先進先出的原則。假設一個銀行需要管理客戶的排隊等待服務，每個客戶按照到達的順序接受服務。為了有效地組織和管理客戶的等待過程，以下關于隊列的操作，哪個是最關鍵的（）A.隨機刪除隊列中的元素B.在隊列中間插入新的客戶C.讀取隊列頭部的客戶信息D.對隊列中的元素進行排序21、利用數字邏輯電路設計一個自動售貨機的控制系統，能夠實現貨幣識別、商品選擇和找零功能。22、字符串在計算機編程中經常被使用。以下關于字符串操作的描述，不正確的是：（）A.字符串的比較可以通過逐個字符比較來實現B.字符串的連接操作可能會導致較高的時間復雜度C.字符串的查找可以使用暴力匹配算法或更高效的算法D.字符串一旦創建，其長度就不能改變23、設計一個簡單的數字電視信號接收器，能夠接收和解碼數字電視信號，給出硬件設計和解碼算法。24、根據數字信號處理理論，設計一個音頻頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號的頻譜分布。25、設計一個衛星導航系統中的衛星軌道參數計算和預測模塊，分析軌道精度。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）比較折半查找、順序查找和二叉排序樹查找三種查找算法的性能，包括時間復雜度和適用場景。2、（本題5分）詳細說明在快速排序的非遞歸實現中，如何使用?；蜿犃心M遞歸過程。3、（本題5分）論述在選擇排序中，每一輪選擇最小元素的過程以及其時間復雜度。4、（本題5分）詳細說明如何在一個帶權有向圖中計算源點到所有頂點的最短路徑的平均長度。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，實現對二叉搜索樹的前序遍歷的迭代器實現，方便對二叉搜索樹進行遍歷。2、（本題5分）設計一個算法，使用暴力匹配和KMP算法對兩個字符串進行匹配，比較其效率。3、（本題5分）設計一個程序，使用伸展樹實現動態內存管理。4、（本題5分）設計一個算法，在一個有向圖中找出所有以指定頂點為終點的路徑。5、（本題5分）研究跳表在內存受限環境下的優化方法和策略，并進行實驗驗證。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線音樂制作平臺需要管理音樂項目、音軌、樂器和效果器等信息。設計一種數據結構來存儲這些信息，支持音樂項目的創建和編輯，音軌的添加、刪除和調整，樂器和效果器的選擇和應用，并能夠實時保存和恢復項目進度。2、（本題10分）一個在線音樂制作平臺需要管理用戶上傳的音樂作品、音效素材和項目文件。設計數據結構來優化存儲和檢索，