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《高性能計算》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、在Python中，要編寫一個遞歸函數來計算斐波那契數列的第n項。以下關于遞歸函數的實現和性能考慮，哪一項是錯誤的？（）A.定義遞歸函數，通過遞歸調用自身來計算斐波那契數列的項B.在遞歸過程中，使用緩存或者備忘錄來避免重復計算，提高性能C.對于較大的n值，遞歸方式計算斐波那契數列可能會導致棧溢出錯誤D.遞歸是計算斐波那契數列的最優方法，不需要考慮使用其他非遞歸的算法2、在設計一個用于智能交通管理的系統時，需要實時處理來自多個傳感器和攝像頭的數據，進行車輛識別、流量分析和路徑規劃。同時，系統要與城市的交通信號燈系統進行聯動控制。以下哪種技術和工具的組合是最有效的？（）A.使用C++結合OpenCV進行圖像和視頻處理，利用深度學習框架TensorFlow進行車輛識別，通過MQTT協議與信號燈系統通信，運用圖數據庫存儲交通網絡信息B.采用Java的圖像處理庫JMF處理數據，運用Spark進行大數據分析，使用HTTP協議與信號燈系統交互，借助關系型數據庫管理交通網絡C.運用Python的圖像處理模塊PIL，結合Flink進行實時流處理，通過藍牙與信號燈系統連接，使用NoSQL數據庫存儲相關數據D.選擇JavaScript的canvas進行圖像繪制，利用Node.js的流處理模塊處理數據，借助WebSockets與信號燈系統通信，使用MySQL數據庫3、在JavaScript中，以下哪個方法用于獲取當前窗口的寬度？（）A.innerWidthB.outerWidthC.clientWidthD.screenWidth4、在設計一個高并發的Web服務器時，需要處理大量的并發連接和請求。以下哪種技術或架構能夠有效地提高服務器的并發處理能力和響應速度？（）A.使用線程池來處理請求B.采用異步非阻塞的編程模型C.利用負載均衡器分發請求到多個服務器實例D.以上技術和架構的結合5、在Java中，要實現一個類來表示一個矩形，并能夠計算其面積和周長。假設矩形的長和寬通過構造函數進行初始化。以下關于這個類的設計和實現，哪一項是錯誤的？（）A.定義私有成員變量來存儲矩形的長和寬B.提供公共的方法來獲取矩形的長和寬C.實現計算面積和周長的方法，分別使用相應的數學公式D.為了節省內存，可以將長和寬的變量定義為靜態變量，使得所有矩形對象共享這兩個變量6、考慮使用Java語言開發一個在線購物系統，該系統需要處理大量的用戶并發請求，并且要保證數據的一致性和完整性。系統中有一個訂單處理模塊，需要實時更新庫存數量、計算訂單總價、處理支付信息等操作。在實現訂單處理模塊時，以下哪種技術或設計模式能夠有效地提高系統的性能和可擴展性？（）A.直接在業務邏輯層中處理所有操作，不使用任何中間件或框架B.采用事務處理機制，確保多個操作要么全部成功，要么全部失敗C.運用消息隊列來異步處理訂單相關的操作，減輕系統的即時壓力D.構建一個分布式的訂單處理系統，將不同的操作分布在多個服務器上7、在Python中，要編寫一個程序來處理文本文件，讀取其中的每一行，并統計出現頻率最高的單詞。以下關于這個程序的實現步驟，哪一項是錯誤的？（）A.首先打開文件，逐行讀取內容，并將每行的單詞進行分割和處理B.使用字典來存儲每個單詞及其出現的次數C.在處理過程中，需要考慮單詞的大小寫轉換和去除標點符號等操作，以確保統計的準確性D.由于文件可能很大，為了節省內存，可以每次只讀取文件的一部分進行處理，而不是一次性讀取整個文件8、假設使用Swift語言開發一個iOS應用的網絡通信模塊，需要實現與服務器的數據交互、數據解析和錯誤處理。在處理網絡請求的異步回調時，為了避免回調地獄（CallbackHell）和提高代碼的可讀性，以下哪種方式是比較好的選擇？（）A.使用嵌套的閉包來處理異步回調B.運用Promise或Future模式進行異步操作的管理C.直接在回調函數中處理所有邏輯，不進行任何封裝D.放棄異步請求，改為同步阻塞的方式獲取數據9、在Python中，要實現一個類，用于表示二維平面上的點，并且能夠計算兩個點之間的距離。以下哪種方式是合理的（）A.在類中定義方法，使用勾股定理計算距離B.在類外定義一個函數來計算距離C.不計算距離，只存儲點的坐標D.以上方法都不好10、C語言中，若有定義“inta=5;”，則執行“a+=2;”后，a的值為？（）A.5B.6C.7D.811、考慮使用Java語言實現一個二叉搜索樹，當插入一個新節點時，需要按照二叉搜索樹的規則進行插入。以下哪種方法能夠正確地實現插入操作（）A.比較新節點的值與當前節點的值，決定向左或向右子樹插入B.隨機選擇一個位置插入新節點C.總是插入到根節點的左子樹D.以上方法都不正確12、考慮編寫一個程序來對大量文本數據進行詞頻統計。以下哪種數據結構能夠高效地存儲和快速查詢單詞及其出現的頻率？（）A.二叉樹B.哈希表C.紅黑樹D.堆13、在Java程序設計中，有一個類

Person

，包含姓名和年齡兩個屬性，以及相應的構造函數和方法。現在需要創建一個

Person

對象數組，并按照年齡從小到大的順序對數組進行排序。以下哪種方法是合適的（）A.自定義比較器，使用

Arrays.sort()

方法B.手動逐個交換對象的位置進行排序C.使用冒泡排序算法直接對對象的年齡屬性進行排序D.以上方法都不合適14、在設計一個用于處理學生成績管理的程序時，需要存儲學生的個人信息（如姓名、學號）和多門課程的成績。若要實現高效的查詢和更新操作，以下哪種數據結構組合最為合適？（）A.使用數組存儲學生信息，再為每門課程創建一個鏈表存儲成績B.構建一個結構體來包含學生信息和成績，并使用數組存儲這些結構體C.采用哈希表存儲學生信息，每個學生的成績使用一個二叉搜索樹存儲D.利用鏈表存儲學生信息，成績則存儲在對應的順序表中15、假設要編寫一個程序來監控系統資源的使用情況，如CPU利用率、內存占用和網絡帶寬。以下哪種編程語言和系統接口在系統監控方面具有較好的支持和易用性？（）A.C語言結合系統調用B.Python結合psutil庫C.Java結合JMX接口D.Go語言結合內置的系統監控函數16、假設要編寫一個程序來優化機器學習模型的超參數，以提高模型的性能。以下哪種方法在超參數優化中被廣泛應用，并且能夠有效地搜索最優參數組合？（）A.隨機搜索B.網格搜索C.基于梯度的優化算法D.貝葉斯優化算法17、在Python中，要實現一個函數，能夠接受任意數量的整數參數，并返回這些整數的和。以下哪種函數定義是正確的（）A.

defsum_numbers(*args):returnsum(args)

B.

defsum_numbers(num1,num2,*args):returnsum(num1,num2,args)

C.

defsum_numbers(num_list):returnsum(num_list)

D.以上都不對18、在一個在線購物網站的開發中，需要實現購物車功能。購物車要能夠存儲用戶選擇的商品信息，包括商品ID、名稱、價格、數量等，并且能夠實時計算購物車中商品的總價。當用戶修改商品數量或刪除商品時，購物車要能夠及時更新總價。考慮到并發操作和數據一致性，以下哪種實現方式是最優的？（）A.使用關系型數據庫存儲購物車數據，通過事務處理保證數據一致性B.將購物車數據存儲在內存中，定期同步到數據庫，不考慮并發問題C.利用NoSQL數據庫，如Redis，存儲購物車數據，通過其原子操作保證一致性D.把購物車數據以文件形式存儲在服務器，每次操作重新讀取和寫入文件19、在設計一個數據庫事務處理系統時，需要確保事務的原子性、一致性、隔離性和持久性（ACID）。以下哪種數據庫管理系統在事務處理方面提供了強大的支持和保障？（）A.MySQLB.PostgreSQLC.OracleD.以上數據庫系統都能滿足事務處理要求20、設想開發一個圖像識別軟件，能夠識別不同類型的物體，如動物、植物、交通工具等。在算法設計上，需要考慮圖像的特征提取、模型訓練和分類預測。如果要提高圖像識別的準確率，同時減少計算時間，以下哪種方法是最合適的？（）A.采用簡單的圖像特征，如顏色、形狀，使用傳統機器學習算法進行訓練B.運用深度學習中的卷積神經網絡（CNN），但使用較小的數據集進行訓練C.利用復雜的手工設計特征，結合深度神經網絡進行訓練D.借助大規模的標注數據集，使用深度卷積神經網絡進行訓練，并進行模型優化21、在開發一個音頻處理程序時，需要對音頻信號進行濾波、降噪和頻譜分析。以下哪種編程語言和相關庫在音頻處理領域具有強大的功能和廣泛的應用？（）A.C++結合FFmpeg庫B.Python結合librosa庫C.Matlab自帶的音頻處理工具箱D.Java結合JMF框架22、考慮開發一個智能家居控制系統，能夠遠程控制家中的燈光、電器、窗簾等設備，并能夠根據環境條件自動調整設備狀態。在設備通信和控制邏輯的實現上，以下哪種方案是最可行的？（）A.為每個設備開發獨立的控制應用，通過藍牙進行通信，控制邏輯在設備端實現B.建立一個集中的控制中心，使用Wi-Fi與設備通信，控制邏輯在服務器端實現C.利用Zigbee協議組建家庭網絡，設備之間直接通信，控制邏輯分散在各個設備D.采用紅外遙控技術控制設備，不建立網絡連接，控制邏輯在遙控器端實現23、在一個使用C語言編寫的程序中，需要實現一個功能：計算給定整數數組中所有元素的平均值。假設數組名為

arr

，長度為

n

。以下哪種方法是最常見和有效的計算平均值的方式（）A.先對數組元素求和，然后除以元素個數B.逐個計算每個元素與其他元素的平均值，最后取所有平均值的平均值C.隨機選擇數組中的一部分元素計算平均值D.以上方法都不可行24、考慮編寫一個程序來進行密碼強度檢測，需要評估密碼的復雜性、長度和包含的字符類型等因素。以下哪種方法或規則在密碼強度評估中被廣泛采用？（）A.檢查密碼是否包含大寫字母、小寫字母、數字和特殊字符B.計算密碼的熵值來衡量其不確定性C.對比密碼與常見弱密碼列表D.以上方法綜合使用25、假設正在開發一個在線購物網站的訂單處理系統，需要對訂單進行各種操作，如添加、刪除、查詢和修改。為了確保系統在處理大量訂單時的性能和數據一致性，以下哪種數據庫操作方式是較為理想的選擇？（）A.直接對數據庫進行頻繁的讀寫操作，不使用緩存機制B.先將操作記錄在內存緩存中，定期批量同步到數據庫C.借助分布式數據庫，將訂單數據分散存儲在多個節點D.使用數據庫的存儲過程來處理所有訂單相關的操作二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細分析C語言中如何處理大文件的讀寫，避免內存不足的問題。2、（本題5分）探討C語言中如何使用指針操作實現數組的計數排序優化。3、（本題5分）詳細分析C語言中函數指針在排序算法中的應用，如實現自定義的比較函數。4、（本題5分）論述C語言中如何使用結構體和指針實現一個簡單的學生信息管理系統，包括數據的存儲、查詢、修改和刪除功能。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，用戶輸入一個包含月份和年份的字符串，判斷該月有多少天，并輸出結果。2、（本題5分）設計一個程序，用戶輸入一個字符串，判斷其中是否包含連續的重復字符，輸出判斷結果。3、（本題5分）設計一個程序，用戶輸入一個包含若干個字符串的列表，找出其中所有以特定字符串結尾的字符串，并輸