楚雄医药高等专科学校《计算思维方法》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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楚雄医药高等专科学校
《计算思维方法》2023-2024学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、在计算思维的代码优化（Code Optimization）实践中，以下描述不正确的是：（ ）
A. 代码优化可以从算法改进、代码重构、编译器优化等多个层面进行
B. 优化代码时需要注意不要引入新的错误或降低代码的可读性
C. 只有在程序运行速度明显缓慢或占用大量资源时才需要进行代码优化
D. 代码优化是一个持续的过程，即使程序已经能够正常运行

2、关于计算中的递归思想，以下对于递归函数的工作原理、优点和可能出现的问题的描述，哪一项是准确的？（ ）
A. 递归函数通过不断调用自身来解决问题，其优点是代码简洁、直观，容易理解和实现。但递归可能导致栈溢出错误，特别是在处理大规模问题时，并且在某些情况下，递归的效率可能不如迭代
B. 递归函数只适用于非常简单的问题，对于复杂问题无法使用
C. 递归函数的执行效率总是比迭代函数高，应该优先使用递归函数
D. 递归函数的工作原理非常复杂，难以理解和掌握，在实际编程中应尽量避免使用

3、在计算思维中，算法的时间复杂度和空间复杂度是衡量算法效率的重要指标。以下关于时间复杂度和空间复杂度的描述中，错误的是？（ ）
A. 时间复杂度是指算法执行所需的时间与问题规模之间的关系
B. 空间复杂度是指算法执行所需的存储空间与问题规模之间的关系
C. 时间复杂度和空间复杂度越低，算法的效率越高
D. 时间复杂度和空间复杂度只与算法的设计有关，与编程语言和计算机硬件无关

4、在计算思维的搜索算法比较中，以下关于不同搜索算法的特点和适用情况的论述，哪一个是正确的？（ ）
A. 所有的搜索算法都差不多，没有明显的区别和适用场景
B. 常见的搜索算法如顺序搜索、二分搜索、深度优先搜索、广度优先搜索等各有特点。顺序搜索适用于无序数据且数据量较小的情况；二分搜索要求数据有序，适用于查找特定值的高效搜索；深度优先搜索和广度优先搜索常用于图的遍历。选择搜索算法应根据数据的特点、搜索的目标和性能要求来决定
C. 搜索算法的性能和适用情况取决于编程语言和运行环境，与算法本身关系不大
D. 复杂的搜索算法如深度优先搜索和广度优先搜索在实际应用中很少用到，主要使用简单的顺序搜索和二分搜索

5、在进行密码学相关的任务，比如设计一个安全的加密算法，计算思维对于确保算法的复杂性和安全性至关重要。以下哪种设计思路更符合计算思维？（ ）
A. 使用简单的替换加密方法，容易被破解
B. 基于复杂的数学难题，如大整数分解或离散对数问题，设计加密算法
C. 不考虑安全性，随意设计一个加密算法
D. 直接使用公开的加密算法，不进行任何改进

6、在程序设计中，变量的作用域决定了变量在程序中的可见性和可访问性。以下关于变量作用域的描述，哪一项是正确的？（ ）
A. 全局变量在整个程序中都可见 B. 局部变量只在其所在的函数内可见 C. 嵌套函数中的变量可以被外层函数访问 D. 以上都对

7、在进行农业信息化的项目中，例如精准农业、农产品追溯、农业气象预测等，需要整合农业数据和信息技术，以提高农业生产效率和质量。在这个过程中，以下哪种计算思维的理念和方法能够发挥重要作用？（ ）
A. 农业数据采集与分析
B. 农业模型建立与应用
C. 智能农业设备控制
D. 以上都是

8、在计算中的编译原理中，以下关于词法分析和语法分析的描述，不正确的是哪一项？（ ）
A. 词法分析将输入的源程序分解为单词符号，如标识符、关键字、运算符等
B. 语法分析则根据语法规则检查单词符号的组合是否符合编程语言的语法结构
C. 词法分析和语法分析是编译过程中的两个独立阶段，彼此之间没有任何关联
D. 高效的词法分析和语法分析算法对于提高编译系统的性能和准确性至关重要

9、在操作系统的文件系统中，文件的物理结构有多种。以下哪种物理结构适合随机访问？（ ）
A. 连续分配 B. 链接分配 C. 索引分配 D. 以上都不对

10、在计算思维的优化算法应用中，对于在多种可能的解决方案中寻找最优解，以下哪一种描述是最贴切的？（ ）
A. 优化算法通过系统地搜索和评估可能的解决方案空间，利用数学模型和启发式方法，在满足一定约束条件的前提下，找到使目标函数达到最优值的解。常见的优化算法包括贪心算法、动态规划、模拟退火等，它们在资源分配、路径规划、调度等领域有着广泛的应用
B. 优化算法总是能够找到绝对的最优解，不存在误差和近似情况
C. 优化算法的应用非常简单，不需要对问题进行深入分析和建模，直接应用即可得到理想的结果
D. 优化算法只适用于理论研究，在实际问题中由于问题的复杂性和不确定性，很难发挥作用

11、关于计算思维中的分治法，以下对于其原理和优势的阐述，哪一项是正确的？（ ）
A. 分治法是一种没有科学依据的方法，效果不稳定
B. 分治法的原理是将一个复杂的问题分成若干个规模较小、相互独立且与原问题相同类型的子问题，然后分别求解这些子问题，最后将子问题的解合并得到原问题的解。其优势在于可以降低问题的复杂度，提高解决问题的效率，并且可以利用递归或迭代的方式实现。分治法适用于许多可以分解和合并的问题，如排序算法中的归并排序
C. 分治法只适用于特定类型的问题，通用性不强
D. 分治法在解决问题时会引入更多的复杂性，不建议使用

12、在计算中的分治法，以下对于其基本思想、典型应用（如归并排序和快速傅里叶变换）和优点的描述，哪一种是正确的？（ ）
A. 分治法将一个复杂问题分解为若干个规模较小、相互独立且与原问题相同类型的子问题，分别求解子问题，然后将子问题的解合并得到原问题的解。归并排序和快速傅里叶变换是分治法的典型应用。分治法的优点包括降低问题的复杂性、提高算法的效率和可并行性
B. 分治法只适用于一些特定的数学问题，对于实际的应用问题很少使用
C. 分治法的实现非常复杂，需要很高的编程技巧，不适合初学者使用
D. 分治法的效率总是低于直接求解问题的方法，因此不应该使用分治法

13、在计算思维的算法复杂度分析（Analysis of Algorithm Complexity）中，以下描述错误的是：（ ）
A. 算法复杂度包括时间复杂度和空间复杂度，用于评估算法的效率
B. 时间复杂度表示算法执行所需的时间与输入规模之间的关系
C. 空间复杂度表示算法执行所需的存储空间与输入规模之间的关系
D. 算法复杂度分析只对大型问题有意义，对于小型问题可以忽略

14、在解决一个需要在多个目标之间进行权衡的问题时，例如在软件开发中平衡功能、性能和成本，计算思维能够帮助我们做出明智的决策。以下哪种策略更符合计算思维？（ ）
A. 只关注其中一个目标，忽略其他目标
B. 对每个目标进行量化评估，建立多目标优化模型，寻找最优解或满意解
C. 凭直觉和经验做出决策，不进行定量分析
D. 随机选择一个解决方案，不考虑其对各个目标的影响

15、在算法设计中，贪心算法通常用于求解最优解。以下关于贪心算法的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 每一步都选择当前最优的决策 B. 不一定能得到全局最优解 C. 适用于所有的优化问题 D. 以上都不对

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）论述计算思维中的贪心算法，说明贪心算法的基本思想和适用范围，举例分析其可能产生的错误结果及原因。

2、（本题5分）阐述计算思维中的“计算思维与情境化学习的融合”，举例说明如何创设真实的情境，让学生在具体情境中运用计算思维解决问题。

3、（本题5分）计算思维在天文学领域，如星系模拟、天体观测数据分析等方面发挥着重要作用。请举例说明计算思维如何助力天文学研究，并讨论在天文应用中面临的计算挑战和解决方案。

4、（本题5分）阐述计算思维中的“计算思维与个性化学习”，说明如何利用计算思维实现根据学生的个体差异提供个性化的学习方案和支持。

三、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）计算思维在图像识别和计算机视觉任务中起着核心作用。论述如何运用计算思维的深度学习算法，如卷积神经网络，进行图像分类、目标检测和语义分割，提高计算机视觉系统的性能和准确性，以自动驾驶中的场景识别为例，说明计算思维在其中的应用和优化。

2、（本题5分）在文化遗产数字化保护中，计算思维发挥着重要作用。请论述文化遗产数字化的方法和技术，如三维扫描、数字建模和虚拟展示等。分析如何运用计算思维保存和传承文化遗产，促进文化交流和创新，结合历史建筑、文物等文化遗产的数字化案例，探讨计算思维在文化遗产保护中的价值和意义。

3、（本题5分）全面论述计算思维在建筑设计中的重要性。探讨如何运用参数化设计、模拟技术和优化算法来创新建筑设计，提高建筑性能和美观度。

4、（本题5分）全面论述计算思维中的数据压缩与解压缩方法，涵盖无损压缩和有损压缩技术，讨论在不同的数据类型和应用场景下如何选择合适的压缩算法，以减少数据存储空间和传输带宽，并通过实际的压缩和解压缩案例进行分析。

5、（本题5分）全面论述计算思维中的人工智能伦理问题。研究在人工智能发展中涉及的隐私保护、算法偏见、责任归属等伦理问题，分析如何运用计算思维来制定合理的伦理准则和政策。

四、分析题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）假设要开发一个智能家居控制系统，能够统一管理灯光、电器、安防设备和能源消耗。请分析如何运用计算思维来实现设备之间的互联互通和自动化控制。

2、（本题10分）某在线教育平台的课程直播系统存在画质模糊、声音卡顿的问题。请从计算思维出发，思考如何通过码率控制、网络优化和流媒体技术来提升直播质量。

3、（本题10分）在一个在线游戏的作弊检测系统中，要及时发现并处理作弊行为。请仔细分析如何运用计算思维和异常检测算法来维护游戏公平性。

4、（本题10分）假设要创建一个智能仓储机器人调度系统，能够高效完成货物搬运和存储任务。请详尽分析其中所运用的计算思维和机器人控制技术。

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