鄭州工程技術(shù)學(xué)院《計算思維與算法設(shè)計基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，文件的物理結(jié)構(gòu)有多種。以下哪種物理結(jié)構(gòu)適合隨機訪問？（）A.連續(xù)分配B.鏈接分配C.索引分配D.以上都不對2、計算思維強調(diào)在解決問題時考慮多種可能的解決方案。對于一個計算兩個數(shù)最大公約數(shù)的問題，除了歐幾里得算法，還可以使用（）A.暴力枚舉法B.隨機算法C.以上都不行D.以上都可以3、在當(dāng)今數(shù)字化時代，計算思維對于解決復(fù)雜問題至關(guān)重要。假設(shè)你正在開發(fā)一個智能交通管理系統(tǒng)，需要實時處理大量的車輛位置和行駛數(shù)據(jù)，以優(yōu)化交通流量和減少擁堵。在設(shè)計算法時，以下哪種策略是最為關(guān)鍵的？（）A.簡單地按照車輛到達順序進行處理，不考慮其他因素B.采用基于貪心算法的策略，每次選擇局部最優(yōu)的決策，以期望達到整體最優(yōu)C.運用動態(tài)規(guī)劃的方法，將問題分解為多個子問題，并通過保存子問題的解來避免重復(fù)計算，從而有效地處理大規(guī)模數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全局最優(yōu)的交通流量優(yōu)化，這在處理復(fù)雜的實時數(shù)據(jù)和長期規(guī)劃方面具有顯著優(yōu)勢D.隨機選擇處理方式，不遵循任何特定的算法邏輯4、在計算思維中，對于一個需要同時處理多個任務(wù)的情況，以下哪種調(diào)度策略通常能提高系統(tǒng)的整體效率（）A.先來先服務(wù)B.短作業(yè)優(yōu)先C.優(yōu)先級調(diào)度D.隨機調(diào)度5、當(dāng)設(shè)計一款新型的智能手機應(yīng)用程序時，需要充分考慮用戶需求、界面友好性、功能完整性以及運行效率等多個方面。假設(shè)這款應(yīng)用要處理大量的用戶數(shù)據(jù)，并在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下穩(wěn)定運行。那么，在開發(fā)過程中，以下哪個計算思維的概念對于確保應(yīng)用的性能和用戶體驗最為關(guān)鍵？（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇B.代碼優(yōu)化C.需求分析D.系統(tǒng)集成6、在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時，計算思維能夠幫助我們從海量信息中提取有價值的知識。想象您正在分析一個大型電商網(wǎng)站的用戶購買行為數(shù)據(jù)，以優(yōu)化推薦系統(tǒng)。以下哪種策略最能體現(xiàn)計算思維在這個情境中的應(yīng)用？（）A.隨機抽取一部分數(shù)據(jù)進行簡單分析，根據(jù)結(jié)果做出推測B.對所有數(shù)據(jù)進行全面的手動檢查和分類C.運用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，自動發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的隱藏模式和關(guān)聯(lián)，例如哪些商品經(jīng)常被一起購買D.只關(guān)注最近一周的數(shù)據(jù)，忽略之前的歷史數(shù)據(jù)7、對于計算中的數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則，以下關(guān)于范式和數(shù)據(jù)完整性的描述，不正確的是哪一項？（）A.范式是數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的規(guī)范化規(guī)則，用于減少數(shù)據(jù)冗余和提高數(shù)據(jù)的一致性，常見的范式有第一范式、第二范式和第三范式等B.數(shù)據(jù)完整性包括實體完整性、參照完整性和用戶自定義完整性，確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性C.遵循范式可以優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的性能和存儲，但在某些情況下，為了提高查詢效率，可能會適當(dāng)違反范式D.數(shù)據(jù)庫設(shè)計只需要滿足范式要求，就能夠保證數(shù)據(jù)的完整性和系統(tǒng)的高性能，無需考慮其他因素8、對于計算中的云計算概念，以下關(guān)于IaaS、PaaS和SaaS的描述，不正確的是哪一項？（）A.IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）提供服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施資源B.PaaS（平臺即服務(wù)）提供平臺環(huán)境，如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和中間件C.SaaS（軟件即服務(wù)）提供完整的應(yīng)用程序，用戶可以直接使用D.企業(yè)在選擇云計算服務(wù)模式時，只能選擇其中一種，不能根據(jù)需求組合使用9、在設(shè)計一個高效的排序算法來對大量數(shù)據(jù)進行排序時，計算思維要求我們考慮算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。以下哪種排序算法在大多數(shù)情況下更能體現(xiàn)計算思維的優(yōu)勢？（）A.冒泡排序，簡單但效率較低B.快速排序，平均情況下性能較好C.插入排序，適用于小規(guī)模數(shù)據(jù)D.選擇排序，每次選擇最小元素進行排序10、在算法分析中，大O記號用于表示算法的漸近復(fù)雜度。如果一個算法的時間復(fù)雜度為O(n^2)，意味著什么？（）A.算法的執(zhí)行時間與輸入規(guī)模的平方成正比B.算法的執(zhí)行時間與輸入規(guī)模成線性關(guān)系C.算法的執(zhí)行時間是固定的D.以上都不對11、對于一個需要進行大規(guī)模數(shù)值計算的科學(xué)問題，例如天氣預(yù)報模型。以下哪種編程語言和計算框架能夠提供高效的計算支持？（）A.Fortran語言，擅長科學(xué)計算B.JavaScript語言，用于網(wǎng)頁開發(fā)C.Python語言，結(jié)合NumPy和SciPy庫D.HTML語言，用于網(wǎng)頁設(shè)計12、當(dāng)設(shè)計一個計算機程序來解決一個復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，比如求解高次方程的根，計算思維在其中發(fā)揮著重要的指導(dǎo)作用。在這種情況下，以下哪種方法更符合計算思維的理念？（）A.采用試錯法，隨機輸入數(shù)值進行計算，直到找到近似解B.運用數(shù)學(xué)定理和公式，推導(dǎo)精確的求解算法，并通過程序?qū)崿F(xiàn)C.借助現(xiàn)有的開源程序，不考慮其內(nèi)部原理，直接使用D.放棄使用計算機程序，手動計算求解13、關(guān)于計算中的軟件工程模型，以下哪種模型更適合需求不明確的項目？（）A.瀑布模型B.增量模型C.螺旋模型D.噴泉模型14、在計算思維的模擬與仿真（SimulationandEmulation）中，以下描述錯誤的是：（）A.模擬與仿真是通過建立模型來模仿真實系統(tǒng)的行為和性能B.可以用于預(yù)測系統(tǒng)的未來狀態(tài)、優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計和評估不同策略的效果C.模擬與仿真的結(jié)果完全準確，能夠替代真實系統(tǒng)的實驗和測試D.建立有效的模擬與仿真模型需要對系統(tǒng)的原理和運行機制有深入的理解15、在開發(fā)一款智能語音助手時，需要處理語音識別、語義理解、對話管理等多個技術(shù)難題，并提供自然流暢的交互體驗。在這個具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)中，以下哪種計算思維的技術(shù)和方法能夠?qū)崿F(xiàn)智能助手的高效能和高可用性？（）A.語音識別算法改進B.語義理解模型訓(xùn)練C.對話流程設(shè)計與優(yōu)化D.以上都是16、在操作系統(tǒng)中，進程和線程是重要的概念。以下關(guān)于進程和線程的描述，哪一項是錯誤的？（）A.一個進程可以包含多個線程B.線程比進程的開銷小C.進程之間的通信比線程之間的通信更復(fù)雜D.線程不能獨立執(zhí)行17、對于計算思維中的迭代（Iteration）方法，以下說法錯誤的是：（）A.迭代是通過重復(fù)執(zhí)行相同的步驟，逐步逼近問題的解B.迭代過程中需要設(shè)置合適的終止條件，以避免無限循環(huán)C.迭代適用于求解那些無法直接通過公式計算得出精確解的問題D.迭代方法總是比直接計算方法更復(fù)雜，效率更低18、關(guān)于計算思維中的優(yōu)化問題求解，以下對于其策略和技巧的闡述，哪一個是恰當(dāng)?shù)?？（）A.優(yōu)化問題求解沒有固定的策略和技巧，完全靠運氣和直覺B.優(yōu)化問題求解通常需要綜合運用多種策略和技巧，如算法選擇、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、代碼改進、參數(shù)調(diào)整等。在面對具體問題時，需要分析問題的特點和約束條件，選擇合適的優(yōu)化方法。例如，對于時間敏感的問題，可以優(yōu)先考慮時間復(fù)雜度的優(yōu)化；對于空間受限的情況，重點關(guān)注空間復(fù)雜度的降低。同時，利用數(shù)學(xué)分析和實驗驗證來評估優(yōu)化效果C.優(yōu)化問題求解過于復(fù)雜，對于普通的計算任務(wù)不需要考慮D.優(yōu)化問題求解只適用于大型軟件項目，小型程序無需關(guān)注19、對于一個需要處理海量地理空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用，比如全球氣候模型或者城市規(guī)劃系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)存儲和查詢方面，以下哪種技術(shù)可能是最為有效的？（）A.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，以表格形式存儲數(shù)據(jù)B.文檔型數(shù)據(jù)庫，適合非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)C.地理信息系統(tǒng)（GIS）專用數(shù)據(jù)庫，能夠高效地存儲、管理和查詢地理空間數(shù)據(jù)，支持復(fù)雜的空間操作和分析，滿足處理海量地理數(shù)據(jù)的需求，為相關(guān)應(yīng)用提供準確和及時的信息支持D.不使用專門的數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)存儲在普通文件中20、在計算思維中，算法設(shè)計是重要的環(huán)節(jié)。對于一個需要找出一組數(shù)中的最大值的問題，以下哪種算法設(shè)計思路是不合適的（）A.依次比較每個數(shù)，記錄當(dāng)前最大的數(shù)B.先對數(shù)組進行排序，然后取最后一個數(shù)C.隨機選擇一個數(shù)作為最大值，然后與其他數(shù)比較更新D.同時比較每兩個數(shù)，較大的數(shù)再與其他數(shù)比較二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）計算思維中的模型驗證和驗證技術(shù)是確保模型準確性和可靠性的重要環(huán)節(jié)。請解釋模型驗證和驗證的概念和方法，如交叉驗證、敏感性分析等，并舉例說明在機器學(xué)習(xí)模型中的應(yīng)用。2、（本題5分）計算思維在金融領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，如風(fēng)險評估、投資策略優(yōu)化等。請解釋在這些應(yīng)用中計算思維的體現(xiàn)，以及如何利用數(shù)據(jù)分析和算法來做出更明智的金融決策。3、（本題5分）解釋計算思維中的“可計算性”理論，說明哪些問題是可計算的，哪些是不可計算的，以及可計算性理論對于理解計算本質(zhì)的意義。4、（本題5分）在計算思維中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇對程序的性能和效率有著重要影響。請論述常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如數(shù)組、鏈表、棧、隊列、樹、圖等）的特點和適用場景，并舉例說明如何根據(jù)具體問題選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。5、（本題5分）解釋計算思維中的人工智能倫理問題，討論在算法偏見、數(shù)據(jù)隱私和就業(yè)替代等方面的挑戰(zhàn)和應(yīng)對策略。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）考慮一個音樂推薦系統(tǒng)，如何根據(jù)用戶的音樂喜好、歷史播放記錄和當(dāng)前流行趨勢，運用計算思維為用戶推薦個性化的音樂曲目。2、（本題5分）考慮一個能源管理系統(tǒng)，用于監(jiān)測建筑物的能耗、優(yōu)化設(shè)備運行和制定節(jié)能策略。請深入分析如何運用計算思維來實現(xiàn)節(jié)能減排和降低能源成本的目標。3、（本題5分）考慮一個智能家庭能源管理系統(tǒng)，能夠監(jiān)測電器能耗、優(yōu)化用電策略和實現(xiàn)遠程控制。請深入分析如何運用計算思維來降低家庭能源消耗。4、（本題5分）某在線旅游預(yù)訂平臺的酒店評價系統(tǒng)存在虛假評價和評價可信度低的問題。請從計算思維的角度思考如何通過數(shù)據(jù)清洗、文本分析和用戶信用評估來提高評價的真實性和可靠性。5、（本題5分）在一個在線點餐系統(tǒng)中，要根據(jù)餐廳的庫存和訂單情況進行實時菜品推薦。請全面分析如何運用計算思維來提升用戶點餐體驗和餐廳運營效率。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）遞歸是