安徽交通职业技术学院《计算思维实践》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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安徽交通职业技术学院《计算思维实践》
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
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批阅人

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、对于计算中的图算法，以下哪种算法用于寻找两个节点之间的最短路径？（ ）
A. 深度优先搜索 B. 广度优先搜索 C. Dijkstra 算法 D. A*算法

2、在数据库索引中，B 树和 B+树都被广泛应用。以下关于 B+树的优点，哪一项是不正确的？（ ）
A. 更适合范围查询 B. 叶子节点包含所有数据 C. 插入和删除操作更高效 D. 以上都是

3、在计算思维的应用中，对于一个预测股票价格走势的任务，以下哪种方法通常不是基于计算思维的（ ）
A. 基于历史数据建立数学模型进行预测 B. 依靠专家的直觉和经验进行判断 C. 运用机器学习算法进行分析 D. 对多种因素进行量化和综合评估

4、在处理一个涉及加密和解密的通信系统时，计算思维对于保障信息安全和效率至关重要。以下哪种方法更能体现计算思维？（ ）
A. 使用简单的对称加密算法，如 DES，不考虑密钥管理
B. 采用非对称加密算法，如 RSA，结合数字证书进行身份验证和密钥交换
C. 不进行加密，直接传输明文数据
D. 使用一种过时的加密算法，不考虑其安全性漏洞

5、对于计算中的并行计算模型，以下关于共享内存模型和分布式内存模型的架构特点、通信方式和性能影响因素的描述，哪一项是正确的？（ ）
A. 共享内存模型中多个处理器共享同一块内存，通信通过内存访问实现，容易出现内存竞争和同步问题；分布式内存模型中每个处理器有自己的本地内存，通信通过消息传递实现，通信开销较大。处理器数量、数据分布和任务划分等因素都会影响并行性能
B. 共享内存模型和分布式内存模型在性能上没有差异，可以根据喜好选择使用
C. 分布式内存模型比共享内存模型更先进，应该优先使用分布式内存模型
D. 并行计算模型只适用于超级计算机，对于普通多核计算机不适用

6、计算思维在日常生活中有很多应用。以下关于计算思维在日常生活中的应用的描述中，错误的是？（ ）
A. 计算思维可以帮助我们更好地管理时间和任务，提高工作效率
B. 计算思维可以帮助我们更好地理解和分析数据，做出更明智的决策
C. 计算思维可以帮助我们更好地解决人际关系问题，提高沟通和协调能力
D. 计算思维只在计算机科学领域有应用，在日常生活中没有实际价值

7、在计算机系统的性能优化中，如果发现程序的运行速度慢，可能是由于 CPU 瓶颈、内存瓶颈或 I/O 瓶颈等原因。以下哪种性能分析工具和方法能够帮助准确地定位瓶颈所在？（ ）
A. CPU 性能监测工具，查看 CPU 使用率
B. 内存分析工具，检查内存泄漏和占用情况
C. I/O 性能分析工具，监测磁盘读写速度
D. 以上工具和方法的综合运用

8、在计算中的搜索算法中，以下对于深度优先搜索和广度优先搜索的搜索策略、适用场景和时间复杂度的描述，哪一种说法是正确的？（ ）
A. 深度优先搜索沿着一条路径尽可能深地探索，直到无法继续，然后回溯；广度优先搜索则逐层地访问节点。深度优先搜索适用于求解路径问题，如迷宫问题；广度优先搜索适用于求最短路径问题。深度优先搜索的时间复杂度与图的结构有关，广度优先搜索的时间复杂度为 O(|V| + |E|)，其中 |V| 表示顶点数，|E| 表示边数
B. 深度优先搜索和广度优先搜索在搜索策略和适用场景上没有明显区别，可以随意选择使用
C. 深度优先搜索的时间复杂度总是低于广度优先搜索，因此在大多数情况下应选择深度优先搜索
D. 深度优先搜索和广度优先搜索都只适用于小型图，对于大型图无法使用

9、关于计算中的模拟退火算法，以下对于其灵感来源、算法流程和应用领域的描述，哪一项是准确的？（ ）
A. 模拟退火算法灵感来源于固体退火过程，通过模拟温度下降时固体的能量状态变化来寻找最优解。算法流程包括初始化、生成新解、计算能量差、根据概率接受新解和逐渐降低温度等步骤。它适用于解决组合优化问题，如旅行商问题、背包问题等
B. 模拟退火算法是一种随机算法，无法保证得到最优解，因此没有实用价值
C. 模拟退火算法的计算复杂度很高，不适合处理大规模问题
D. 模拟退火算法只适用于理论研究，在实际工程中很少使用

10、在计算机网络的 IP 地址分类中，C 类 IP 地址的网络号占多少位？（ ）
A. 8 位 B. 16 位 C. 24 位 D. 32 位

11、在处理图像识别任务时，例如识别手写数字，需要从大量的图像数据中提取特征并进行分类。以下哪种机器学习方法可能是最适合用于这个任务的？（ ）
A. 决策树算法，通过一系列的条件判断进行分类
B. 支持向量机（SVM），在高维空间中寻找最优分类超平面
C. 深度学习中的卷积神经网络（CNN），能够自动学习图像的特征，具有强大的表示能力和泛化能力，在处理图像识别任务时表现出色，能够准确地识别手写数字等复杂的图像模式
D. 朴素贝叶斯分类器，基于概率进行分类

12、在计算思维的算法分析与设计（Algorithm Analysis and Design）中，以下描述错误的是：（ ）
A. 算法分析旨在评估算法的性能和效率，为设计更好的算法提供依据
B. 设计算法时需要综合考虑问题的性质、计算资源和时间限制等因素
C. 好的算法设计应该在满足问题需求的前提下，尽可能降低时间和空间复杂度
D. 算法分析与设计只适用于计算机科学领域，对其他学科没有帮助

13、在开发一个在线购物网站时，需要保证系统的安全性、稳定性和可扩展性。不仅要防止用户信息泄露、抵御网络攻击，还要能够应对不断增长的用户数量和交易规模。在这种情况下，以下哪种计算思维的原则对于构建一个可靠的购物平台至关重要？（ ）
A. 加密与解密
B. 负载均衡
C. 备份与恢复
D. 以上都是

14、关于计算中的加密与解密技术，以下关于对称加密和非对称加密的描述，不正确的是哪一项？（ ）
A. 对称加密使用相同的密钥进行加密和解密，加密速度快，但密钥的分发和管理较为困难
B. 非对称加密使用一对密钥，即公钥和私钥，公钥用于加密，私钥用于解密，安全性较高
C. 对称加密和非对称加密可以结合使用，以充分发挥它们的优势，提高加密系统的性能和安全性
D. 非对称加密适用于所有的加密场景，并且在效率和安全性方面都优于对称加密

15、在分布式系统中，如果要实现数据的一致性复制，即在多个节点上保持数据的相同副本。以下哪种技术和算法是常用的？（ ）
A. 主从复制，以一个节点为主进行数据更新
B. 一致性哈希，将数据均匀分布到多个节点
C. 两阶段提交协议，保证事务的一致性
D. 以上技术和算法的组合使用

16、在计算机图形学中，如果要实现实时的物理模拟，例如物体的碰撞和运动。以下哪种物理引擎和算法是常用的？（ ）
A. Bullet 物理引擎，模拟刚体动力学
B. PhysX 物理引擎，支持多种物理效果
C. 自定义的物理算法，根据具体需求实现
D. 以上引擎和算法的结合使用

17、当面对一个需要处理大量并发请求的网络服务，比如在线游戏服务器，计算思维有助于优化系统性能。以下哪种策略在这种情况下最为有效？（ ）
A. 使用简单的服务器架构，不做任何优化，期望能够应对高并发
B. 采用分布式架构，将任务分配到多个服务器节点上，并通过负载均衡来提高处理能力
C. 不断增加单个服务器的硬件配置，以提升性能
D. 限制用户的并发访问数量，以降低服务器压力

18、在计算中的密码学应用中，以下关于数字签名和数字证书的描述，不正确的是哪一项？（ ）
A. 数字签名用于验证消息的来源和完整性，确保消息未被篡改
B. 数字证书由权威机构颁发，用于证明公钥的所有者身份和公钥的合法性
C. 数字签名和数字证书是保障网络通信安全的重要手段，但在一些情况下可能会被轻易破解
D. 数字签名和数字证书的使用可以有效地防止身份冒充、数据篡改和信息伪造等安全问题

19、计算思维中的数据结构知识有助于高效地组织和处理数据。在选择数据结构来存储一个不断变化的元素集合，并且需要频繁地进行插入和删除操作时，以下哪种数据结构不太合适（ ）
A. 链表 B. 数组 C. 栈 D. 队列

20、对于计算思维中的问题分解策略，在处理复杂问题时，以下哪一项阐述是最恰当的？（ ）
A. 问题分解是将一个复杂的大问题逐步拆解为若干个较小、更易于管理和解决的子问题。通过清晰地定义每个子问题的边界和相互关系，可以有条不紊地进行解决。这有助于降低问题的整体难度，提高解决问题的效率和准确性，同时也便于对解决方案进行组合和集成
B. 问题分解只是将问题简单地分割成几个部分，各部分之间没有明确的关联和逻辑顺序，解决子问题的顺序也无关紧要
C. 问题分解会使问题变得更加复杂，增加解决问题的难度，因此在大多数情况下应该尽量避免使用这种方法
D. 问题分解只适用于一些特定类型的问题，对于大多数复杂问题，采用直接整体解决的方法更为有效

21、在计算思维的程序设计方法学中，对于提高代码的可读性、可维护性和可扩展性，以下哪一项描述是最准确的？（ ）
A. 程序设计方法学包括结构化编程、面向对象编程、函数式编程等范式。通过合理的代码结构、模块化设计、封装、继承、多态等原则和技术，能够使代码更易于理解、修改和扩展，提高软件开发的效率和质量，降低维护成本
B. 程序设计方法学只是理论上的概念，在实际编程中，只要能够实现功能，代码的风格和结构并不重要
C. 程序设计方法学已经过时，现代编程语言的特性使得这些方法不再适用
D. 程序设计方法学只适用于大型软件开发项目，对于小型程序和个人编程，没有必要遵循

22、在计算中的人工智能基础概念中，以下关于机器学习和深度学习的描述，不正确的是哪一项？（ ）
A. 机器学习是让计算机通过数据和算法自动学习规律和模式，能够进行预测和分类等任务
B. 深度学习是机器学习的一个分支，基于深度神经网络模型，能够处理大规模的数据和复杂的任务
C. 深度学习在图像识别、语音处理、自然语言处理等领域取得了显著的成果，但也存在过拟合、解释性差等问题
D. 机器学习已经被深度学习完全取代，在实际应用中不再需要使用传统的机器学习算法

23、计算思维中的算法设计需要考虑多种因素。以下关于算法设计考虑因素的描述中，错误的是？（ ）
A. 算法设计需要考虑问题的规模和复杂性，选择合适的算法和数据结构
B. 算法设计需要考虑算法的时间复杂度和空间复杂度，以提高算法的效率
C. 算法设计需要考虑算法的可读性和可维护性，以便其他人能够理解和修改算法
D. 算法设计只需要考虑算法的正确性，其他因素可以忽略不计

24、在计算问题中，有时需要通过穷举所有可能的情况来找到最优解。以下哪种算法常用于这种穷举搜索？（ ）
A. 回溯算法 B. 冒泡排序算法 C. 快速排序算法 D. 归并排序算法

25、在计算机图形处理中，抗锯齿技术用于提高图像的质量。以下哪种抗锯齿方法效果较好但计算成本较高？（ ）
A. 超级采样抗锯齿 B. 多重采样抗锯齿 C. 形态学抗锯齿 D. 以上都不对

26、在数据仓库中，ETL 过程用于数据的抽取、转换和加载。以下关于 ETL 的描述，哪一项是不准确的？（ ）
A. 可以保证数据的一致性 B. 是一个简单的过程 C. 涉及数据的清洗和整合 D. 以上都不对

27、在计算思维中，对于一个需要同时处理多个任务的情况，以下哪种调度策略通常能提高系统的整体效率（ ）
A. 先来先服务 B. 短作业优先 C. 优先级调度 D. 随机调度

28、在进行并行计算时，计算思维对于任务分解和资源分配至关重要。假设您有一个需要大量计算的任务，比如模拟气候变化模型，以下哪种并行策略更能体现计算思维？（ ）
A. 将任务平均分配给多个处理器，不考虑它们的计算能力差异
B. 根据处理器的性能和任务的特点，进行合理的任务划分和分配，以提高并行效率
C. 只在一个处理器上进行计算，不使用并行计算
D. 随机分配任务给处理器，不考虑负载均衡

29、在计算思维中，逻辑思维是一种重要的思维方式。以下关于逻辑思维的描述中，错误的是？（ ）
A. 逻辑思维是一种基于逻辑规则和推理的思维方式，可以帮助我们分析和解决问题
B. 逻辑思维包括命题逻辑、谓词逻辑、模态逻辑等多种类型，每种类型都有其特定的应用场景
C. 逻辑思维可以用编程语言中的逻辑运算符和控制结构来实现，也可以用自然语言来表达
D. 逻辑思维是一种绝对正确的思维方式，不会出现错误和偏差

30、计算思维强调算法的可扩展性。对于一个处理小数据量表现良好但处理大数据量性能急剧下降的算法，以下哪种改进方法不太可能提高其可扩展性（ ）
A. 优化算法的时间复杂度 B. 增加硬件资源 C. 简化算法逻辑 D. 保持算法不变，只增加注释

二、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）详细论述计算思维中的并行与并发处理。探讨在多核处理器和分布式系统环境下，如何设计并行和并发算法来提高计算效率。分析并行和并发编程中的同步、互斥和通信等关键问题，并结合实际应用（如大数据处理、云计算等）进行说明。

2、（本题5分）深入研究计算思维中的计算思维在信息检索与搜索引擎中的索引构建、查询处理、排序算法等技术，讨论如何运用计算思维提高信息检索的效率和准确性，并结合实际的搜索引擎应用进行阐述。

3、（本题5分）深入研究计算思维中的计算思维在金融风险管理中的风险评估模型、投资组合优化、市场预测等技术，分析如何通过计算方法降低金融风险和提高投资收益，并结合具体的金融风险管理案例进行阐述。

4、（本题5分）详细论述在解决复杂问题时，如何运用计算思维中的分解策略将大问题分解为小问题，并通过逐步解决小问题来最终解决整个复杂问题。举例说明在不同领域（如数学、工程、计算机科学等）中分解策略的应用和效果。

5、（本题5分）在当今数字化时代，计算思维已成为一项关键能力。请详细论述计算思维的核心概念，包括问题分解、模式识别、抽象化和算法设计，并结合实际生活中的案例，如交通规划、资源分配等，分析计算思维如何帮助我们更有效地解决复杂问题，提高决策的科学性和准确性。

三、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）计算思维在体育领域，如运动员训练数据分析、比赛策略制定等方面也有一定的应用。请阐述计算思维在体育中的具体体现和作用，并举例说明如何利用数据和算法来提升体育表现。

2、（本题5分）详细说明计算思维中的拓扑学中的基本概念和性质，论述在网络拓扑和几何建模中的应用。

3、（本题5分）解释计算思维中的“计算思维在法律领域的应用”，举例说明在法律检索、案例分析、证据处理等方面如何运用计算思维提高法律工作的效率和公正性。

4、（本题5分）详细阐述计算思维中的计算海洋学中的海洋数据监测和生态模型构建，论述在海洋研究中的应用。

5、（本题5分）解释计算思维中的计算档案学中的档案数字化和信息检索，分析在档案管理中的应用。

四、分析题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10分）在一个智能工厂中，生产设备的故障预测和维护计划制定不够科学，影响生产效率。请用计算思维分析可能的原因，提出基于设备运行数据和预测算法的故障预测和维护方案。

2、（本题10分）一款智能客服机器人在回答复杂问题和理解上下文方面存在困难，无法满足用户的多样化需求。请从计算思维的角度分析问题所在，提出基于知识图谱构建、自然语言处理技术升级和对话管理策略优化的改进方法。

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