青海建筑职业技术学院《数据可视化技术》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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青海建筑职业技术学院
《数据可视化技术》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30个小题，每小题1分，共30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、设计一个通信系统功率控制模块，能够根据信道条件动态调整发射功率，分析功率控制的精度和响应速度。

2、设计一个数字电压表校准电路，能够对数字电压表进行校准，提高测量精度。

3、对于一个有序数组，使用二分查找算法查找一个特定元素。假设数组为 [1, 3, 5, 7, 9, 11, 13] ，要查找元素 7 ，以下关于查找过程的描述，哪个是正确的？（ ）
A. 每次都将数组分成两等份进行比较
B. 先比较中间元素，如果大于中间元素则在右半部分查找，否则在左半部分查找
C. 从数组的第一个元素开始依次比较
D. 随机选择数组中的元素进行比较

4、队列也是一种常见的数据结构，与栈有不同的特点。对于队列的操作，以下说法正确的是：（ ）
A. 队列的插入操作在队尾进行，删除操作在队头进行，遵循先进先出原则
B. 队列的插入和删除操作都可以在队头或队尾进行，没有固定限制
C. 队列的元素存储可以采用链式存储结构，也可以采用顺序存储结构，但链式存储结构更优
D. 队列在进行插入操作时，可能会出现队满但仍有存储空间未被使用的情况

5、设计一个基于FPGA的高速数据存储系统，能够实现快速的数据写入和读取，给出硬件设计和存储性能测试。

6、在一个需要频繁进行插入和删除操作，并且数据量较大的场景中，如果对查找操作的要求相对较低，以下哪种数据结构可能是最优的选择？（ ）
A. 链表，插入和删除操作方便，查找效率相对较低
B. 二叉搜索树，查找效率较高，但插入和删除可能导致树的调整
C. 数组，插入和删除操作复杂，不适合频繁操作
D. 栈，不符合频繁插入和删除的需求

7、设计一个基于单片机的智能电表系统，能够测量电压、电流、功率、电量等参数，并具备远程抄表功能。

8、设计一个基于 ZigBee 技术的智能仓储管理系统，能够实现货物的入库、出库、库存盘点等功能。

9、设计一个数字音频处理中的音频特效生成和控制模块，分析特效的多样性和可控性。

10、设计一个数字信号处理器（DSP）视频处理电路，能够实现视频的压缩、解码等处理功能。

11、字符串在计算机程序中经常被处理。假设我们正在对两个字符串进行操作。以下关于字符串的描述，哪一项是不准确的？（ ）
A. 字符串的存储方式可以是字符数组或字符指针
B. 字符串的比较可以通过逐个字符比较来实现
C. 字符串的常见操作包括查找、替换、拼接等，它们的时间复杂度通常与字符串的长度成正比
D. 所有的字符串操作算法的时间复杂度都是最优的，无法进一步优化

12、设计一个数字音频处理中的音频水印嵌入和提取系统，分析水印的鲁棒性和不可感知性。

13、设计一个基于模拟比较器的电压监测系统，当输入电压超过设定的上下限时进行报警。

14、设计一个基于数字电位器的音量调节系统，能够实现对音频信号音量的连续调节，且调节范围可设定。

15、设计一个基于蓝牙的智能手环，能够监测心率、运动步数和睡眠质量，并通过手机APP显示，描述硬件和软件设计。

16、在数据结构的性能评估中，以下关于时间复杂度和空间复杂度的说法，不正确的是：（ ）
A. 时间复杂度反映了算法执行时间与输入规模之间的关系
B. 空间复杂度反映了算法所需存储空间与输入规模之间的关系
C. 时间复杂度和空间复杂度越低越好，不需要考虑其他因素
D. 可以通过优化算法来降低时间复杂度和空间复杂度

17、设计一个基于ZigBee技术的无线智能家居安防系统，能够实时监测门窗状态、烟雾浓度、入侵情况等，并进行报警。

18、设计一个基于无线通信模块的远程抄表系统，实现对电表、水表、气表数据的远程采集。

19、设计一个基于模拟移相器和锁相环的相位跟踪系统，实现对输入信号相位的精确跟踪。

20、设计一个图像处理中的边缘检测算法，并在实际图像上进行测试和优化，分析算法的复杂度和准确性。

21、设计一个基于模拟乘法器的调幅（AM）信号发生器，能够产生幅度调制的正弦波信号，并分析其调制深度和失真度。

22、使用单片机设计一个智能电子秤系统，能够准确测量物体重量，并具有去皮、计价等功能。

23、设计一个数字通信中的码间干扰补偿电路，分析补偿效果和对系统性能的影响。

24、在一个需要对大量数据进行去重操作的数据处理任务中，以下哪种数据结构可以有效地帮助实现这个功能？（ ）
A. 集合
B. 树
C. 链表
D. 队列

25、设计一个智能温度传感器，能够实时测量环境温度并通过无线方式将数据传输到接收端，具备低功耗和高精度的特点。

26、根据数字信号处理知识，设计一个音频均衡器的自动调整系统，根据音频内容自动优化频率响应。

27、基于通信纠错编码和交织技术设计一个抗衰落通信系统，提高在恶劣信道条件下的数据传输可靠性。

28、设计一个 LED 点阵显示屏电路，能够显示文字和图形，显示颜色为红色和绿色。

29、设计一个用于智能手表的电源管理芯片，能够实现低功耗运行和快速充电，给出芯片架构和功能模块。

30、利用模拟电路技术，设计一个用于数控机床的电机驱动电路，实现电机的精确调速和位置控制。

二、综合题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）一个在线音乐制作平台需要管理用户上传的音乐作品、音效素材和项目文件。设计数据结构来优化存储和检索，方便用户创作和分享。

2、（本题5分）某银行的账户管理系统需要存储客户的账户信息，如账户号码、客户姓名、余额、交易记录等。设计合适的数据结构来实现账户的开户、销户、存款、取款、转账等操作，同时能够快速查询账户余额和交易明细，保障账户数据的安全性和准确性。

3、（本题5分）一个在线游戏的排行榜系统需要记录玩家的得分和排名信息。玩家信息包括玩家ID、得分、排名。请设计数据结构来实现排行榜的实时更新，能够快速查询玩家的排名、计算排名变化，并支持新玩家的加入和旧玩家的退出。

4、（本题5分）一个学校的教材管理系统需要存储教材的信息，包括教材编号、教材名称、作者、出版社、库存数量、已预订数量等。系统要支持快速查找特定教材、按照库存数量对教材进行排序、新增教材采购、修改预订数量、删除不再使用的教材。请确定恰当的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，以及性能优化策略。

5、（本题5分）一个物流配送中心需要对货物的配送路径进行规划。配送地点以图的形式表示，边的权重表示两地之间的距离。请设计算法实现以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到从起点到终点的最短路径；（2）判断图中是否存在负权边，如果有，如何处理；（3）使用弗洛伊德算法计算所有点对之间的最短路径；（4）如果新增一个配送地点，如何更新最短路径。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。

三、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）比较快速排序和选择排序在最坏情况下的元素交换次数。

2、（本题5分）解释什么是后缀表达式，说明如何将中缀表达式转换为后缀表达式，并利用栈实现后缀表达式的求值。

3、（本题5分）深入解释在具有 n 个顶点和 e 条边的无向图中，如何使用弗洛伊德（Floyd）算法求解所有顶点对之间的最短路径，并分析其时间复杂度和空间复杂度。

4、（本题5分）解释如何对一个链表进行排序，选择合适的排序算法（如归并排序）给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。

5、（本题5分）论述跳表在数据动态更新频繁情况下的性能优化策略。

四、设计题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10分）设计一个程序，使用普里姆算法或克鲁斯卡尔算法构建给定无向图的最小生成树，并输出生成树的边。

2、（本题10分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个房地产中介公司的房源信息，包括房屋地址、面积、价格、户型等，支持房源的查询、添加和删除功能。

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