2025年大學(xué)《數(shù)據(jù)計(jì)算及應(yīng)用》專業(yè)題庫(kù)——數(shù)據(jù)計(jì)算及應(yīng)用專業(yè)的實(shí)踐要求考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、編程與腳本實(shí)現(xiàn)1.請(qǐng)使用Python語(yǔ)言編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)`find_max_diff`，該函數(shù)接收一個(gè)整數(shù)列表作為參數(shù)。函數(shù)需要找出列表中任意兩個(gè)不同元素的最大差值，但差值必須是正數(shù)。例如，對(duì)于列表`[3,10,1,8]`，最大正差值是`9`(由`10`和`1`得出)。請(qǐng)實(shí)現(xiàn)該函數(shù)，不使用內(nèi)置的`max()`或`min()`函數(shù)來(lái)直接計(jì)算最大差值。2.假設(shè)你正在使用SQL在一個(gè)名為`students`的數(shù)據(jù)庫(kù)表中查詢學(xué)生信息，該表結(jié)構(gòu)如下：*`student_id`(INT,學(xué)生ID)*`name`(VARCHAR,學(xué)生姓名)*`major`(VARCHAR,專業(yè))*`grade`(FLOAT,成績(jī))請(qǐng)編寫(xiě)一個(gè)SQL查詢語(yǔ)句，找出`major`為`'ComputerScience'`且`grade`成績(jī)?cè)赻90`到`100`之間（包含90和100）的所有學(xué)生，并按`student_id`降序排列。請(qǐng)寫(xiě)出此查詢語(yǔ)句。二、數(shù)據(jù)處理與分析應(yīng)用1.假設(shè)你有一個(gè)CSV文件`sales_data.csv`，其內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下（字段之間用逗號(hào)分隔）：*`order_id`(訂單號(hào),整數(shù))*`product_id`(產(chǎn)品ID,整數(shù))*`quantity`(數(shù)量,整數(shù))*`price_per_unit`(單價(jià),浮點(diǎn)數(shù))*`order_date`(訂單日期,日期格式Y(jié)YYY-MM-DD)請(qǐng)使用Python的Pandas庫(kù)編寫(xiě)代碼片段，完成以下任務(wù)：a.讀取該CSV文件到PandasDataFrame對(duì)象。b.計(jì)算每個(gè)訂單的總金額(`quantity*price_per_unit`)并將結(jié)果添加為新列`total_amount`。c.找出2023年1月1日之后（不含當(dāng)天）所有訂單中，`product_id`為`1001`的訂單，并計(jì)算這些訂單的總銷售額。2.使用SQL，在一個(gè)名為`orders`的數(shù)據(jù)庫(kù)表中執(zhí)行以下操作：*`orders`表結(jié)構(gòu)：*`order_id`(INT,主鍵)*`customer_id`(INT,外鍵關(guān)聯(lián)到`customers`表)*`order_date`(DATE)*`status`(VARCHAR,如'Pending','Shipped','Delivered')*`customers`表結(jié)構(gòu)：*`customer_id`(INT,主鍵)*`customer_name`(VARCHAR)請(qǐng)編寫(xiě)SQL語(yǔ)句，查詢出所有狀態(tài)為`'Delivered'`的訂單，并顯示訂單ID(`order_id`)、訂單日期(`order_date`)以及對(duì)應(yīng)的客戶姓名(`customer_name`)。假設(shè)`customers`表中存在與`orders`表`customer_id`相匹配的記錄。三、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與部署基礎(chǔ)1.假設(shè)你需要為一個(gè)簡(jiǎn)單的Web應(yīng)用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)。該應(yīng)用需要存儲(chǔ)用戶信息和他們發(fā)布的帖子。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)以下兩個(gè)表的結(jié)構(gòu)：*`users`表：存儲(chǔ)用戶基本信息。*需要包含用戶ID(`user_id`)作為主鍵。*需要包含用戶名(`username`)，要求唯一。*需要包含密碼哈希(`password_hash`)。*需要包含郵箱地址(`email`)，要求唯一。*`posts`表：存儲(chǔ)用戶發(fā)布的帖子信息。*需要包含帖子ID(`post_id`)作為主鍵。*需要包含發(fā)布者ID(`user_id`)作為外鍵，關(guān)聯(lián)到`users`表。*需要包含帖子內(nèi)容(`content`)。*需要包含發(fā)布時(shí)間(`post_time`)。請(qǐng)使用SQL`CREATETABLE`語(yǔ)句定義這兩個(gè)表的結(jié)構(gòu)。2.請(qǐng)簡(jiǎn)述使用Git進(jìn)行版本控制的基本工作流程。當(dāng)你的工作目錄中有已修改但尚未提交的文件，你想要暫時(shí)將本地倉(cāng)庫(kù)的代碼推送到遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)（例如GitHub），但又不希望立即提交這些修改時(shí)，你應(yīng)該執(zhí)行哪些關(guān)鍵的Git命令？請(qǐng)按順序列出這些命令及其大致作用。四、問(wèn)題解決與調(diào)試1.假設(shè)你正在調(diào)試一段Python代碼，該代碼旨在計(jì)算列表中所有偶數(shù)的平方和。你發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果不正確，總是比預(yù)期小。你檢查了列表輸入是正確的，并且基礎(chǔ)的平方和計(jì)算邏輯看起來(lái)也正確。請(qǐng)列舉幾個(gè)你可能會(huì)檢查的調(diào)試步驟或方法，以幫助定位并修復(fù)這個(gè)錯(cuò)誤。2.你使用Docker容器部署了一個(gè)Web應(yīng)用服務(wù)。應(yīng)用啟動(dòng)后，你發(fā)現(xiàn)雖然容器在運(yùn)行，但訪問(wèn)應(yīng)用的端口時(shí)返回的是`502BadGateway`錯(cuò)誤。請(qǐng)列舉幾個(gè)可能的原因，并列出你將采取的排查步驟，以嘗試找出問(wèn)題所在并解決它。---試卷答案一、編程與腳本實(shí)現(xiàn)1.```pythondeffind_max_diff(nums):iflen(nums)<2:return0#或根據(jù)需求返回None或其他值max_diff=0min_seen=nums[0]fornuminnums[1:]:ifnum>min_seen:diff=num-min_seenifdiff>max_diff:max_diff=diffifnum<min_seen:min_seen=numreturnmax_diff```解析思路:此題考察基礎(chǔ)循環(huán)和比較邏輯。關(guān)鍵在于維護(hù)一個(gè)遍歷過(guò)程中遇到的最小值（`min_seen`），并計(jì)算當(dāng)前元素與這個(gè)最小值的差。如果當(dāng)前差值大于已記錄的最大差值（`max_diff`），則更新最大差值。同時(shí)，需要不斷更新`min_seen`以保證能計(jì)算到后續(xù)元素可能產(chǎn)生的更大差值。2.```sqlSELECTs.student_id,,s.major,s.gradeFROMstudentssWHEREs.major='ComputerScience'ANDs.gradeBETWEEN90AND100ORDERBYs.student_idDESC;```解析思路:此題考察SQL基礎(chǔ)查詢。需要使用`SELECT`語(yǔ)句指定要查詢的列。使用`FROM`指定表名并給表別名（可選但推薦）。使用`WHERE`子句過(guò)濾滿足條件的行，這里是`major`字段等于`'ComputerScience'`且`grade`字段在90到100之間（使用`BETWEEN`關(guān)鍵字）。最后使用`ORDERBY`子句按`student_id`降序排列結(jié)果。二、數(shù)據(jù)處理與分析應(yīng)用1.```pythonimportpandasaspd#a.讀取CSVdf=pd.read_csv('sales_data.csv')#b.計(jì)算總金額并添加列df['total_amount']=df['quantity']*df['price_per_unit']#c.篩選指定日期和產(chǎn)品ID，計(jì)算總銷售額target_date='2023-01-02'#注意日期比較邏輯target_product=1001filtered_sales=df[(df['order_date']>target_date)&(df['product_id']==target_product)]total_sales=filtered_sales['total_amount'].sum()#total_sales就是結(jié)果```解析思路:第（a）問(wèn)使用Pandas的`read_csv`函數(shù)加載數(shù)據(jù)。第（b）問(wèn)通過(guò)算術(shù)運(yùn)算`quantity*price_per_unit`創(chuàng)建新的列`total_amount`。第（c）問(wèn)涉及多條件篩選：首先篩選出`order_date`在指定日期之后（注意Python中日期比較的嚴(yán)格性，可能需要`>target_date`而不是`>=`，這里假設(shè)`2023-01-01`之后算入），并且`product_id`為`1001`的行。然后使用`sum()`函數(shù)對(duì)篩選后的`total_amount`列求和，得到總銷售額。2.```sqlSELECTo.order_id,o.order_date,c.customer_nameFROMordersoJOINcustomerscONo.customer_id=c.customer_idWHEREo.status='Delivered';```解析思路:此題考察SQL連接查詢和條件篩選。由于需要獲取客戶姓名，而姓名在`orders`表中不存在，因此需要連接`customers`表。使用`JOIN`語(yǔ)句（具體類型如`INNERJOIN`可省略，默認(rèn)為`INNERJOIN`）將`orders`表和`customers`表連接起來(lái)，連接條件是兩表的`customer_id`字段相等（`o.customer_id=c.customer_id`）。然后使用`WHERE`子句篩選出`orders`表中`status`字段為`'Delivered'`的訂單行。最后`SELECT`語(yǔ)句指定要輸出的列：訂單ID、訂單日期和通過(guò)連接獲取的客戶姓名。三、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與部署基礎(chǔ)1.```sqlCREATETABLEusers(user_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,usernameVARCHAR(255)UNIQUENOTNULL,password_hashVARCHAR(255)NOTNULL,emailVARCHAR(255)UNIQUENOTNULL);CREATETABLEposts(post_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idINT,contentTEXTNOTNULL,post_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id));```解析思路:第（a）問(wèn)要求設(shè)計(jì)`users`和`posts`表結(jié)構(gòu)。`users`表需要主鍵`user_id`（自增），唯一且非空的`username`和`email`字段，以及非空的`password_hash`字段。`posts`表需要主鍵`post_id`（自增），外鍵`user_id`（關(guān)聯(lián)`users`表的`user_id`，非空），非空的`content`字段（存儲(chǔ)帖子內(nèi)容），以及非空的`post_time`字段（存儲(chǔ)發(fā)布時(shí)間，默認(rèn)為當(dāng)前時(shí)間）。使用`AUTO_INCREMENT`(MySQL語(yǔ)法)或`SERIAL`(PostgreSQL語(yǔ)法)實(shí)現(xiàn)自增主鍵。使用`PRIMARYKEY`定義主鍵，`UNIQUE`保證字段唯一性，`NOTNULL`保證字段非空，`FOREIGNKEY`定義外鍵約束。2.```bash#1.檢查當(dāng)前狀態(tài)并暫存修改gitadd-Agitcommit-m"暫存本地修改，準(zhǔn)備推送"#2.推送到遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)gitpushoriginmain#假設(shè)遠(yuǎn)程主分支是main```解析思路:第（a）問(wèn)要求簡(jiǎn)述Git工作流程并執(zhí)行推送命令。基本流程是`clone->fetch->merge/pull->add->commit->push`。對(duì)于“暫存修改并推送”場(chǎng)景，首先使用`gitadd-A`將工作目錄下所有已修改或未跟蹤的文件標(biāo)記為已暫存（添加到索引）。然后使用`gitcommit-m"..."`創(chuàng)建一個(gè)新的提交，將暫存區(qū)的更改提交到本地倉(cāng)庫(kù)，給這次提交一個(gè)有意義的提交信息。最后，使用`gitpushoriginmain`將本地提交推送到遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)的`main`分支（分支名可能不同）。這樣推送的是包含這次提交的完整歷史，包含了未提交的修改（因?yàn)樗鼈円呀?jīng)被這次提交覆蓋并記錄了）。四、問(wèn)題解決與調(diào)試1.```texta.檢查代碼邏輯：仔細(xì)閱讀計(jì)算偶數(shù)平方和的代碼，確保循環(huán)、條件判斷（檢查偶數(shù)）和平方運(yùn)算都正確。b.使用打印語(yǔ)句（printdebugging）：在關(guān)鍵步驟（如獲取列表元素、判斷偶數(shù)、計(jì)算平方、累加）處添加print語(yǔ)句，輸出中間變量的值，觀察是否符合預(yù)期。c.使用調(diào)試器（debugger）：使用IDE自帶的或獨(dú)立的調(diào)試器，設(shè)置斷點(diǎn)，逐步執(zhí)行代碼，觀察變量狀態(tài)和程序執(zhí)行流程，精確找到出錯(cuò)位置。d.檢查輸入數(shù)據(jù)：確認(rèn)傳入列表的數(shù)據(jù)是否完全符合預(yù)期，特別是邊界情況（如空列表、單個(gè)元素列表、包含負(fù)數(shù)或零的列表）。e.檢查Python版本和環(huán)境：確保使用的Python版本沒(méi)有已知相關(guān)Bug，且代碼運(yùn)行環(huán)境沒(méi)有沖突。```解析思路:此題考察調(diào)試方法。錯(cuò)誤計(jì)算偶數(shù)平方和可能源于：代碼邏輯錯(cuò)誤（如偶數(shù)判斷錯(cuò)誤、平方計(jì)算錯(cuò)誤、累加錯(cuò)誤）、對(duì)輸入數(shù)據(jù)處理不當(dāng)、或者環(huán)境/版本問(wèn)題。調(diào)試步驟應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行：首先回顧和檢查代碼邏輯；然后利用`print`語(yǔ)句輸出中間結(jié)果進(jìn)行粗略定位；接著使用調(diào)試器進(jìn)行更精確的逐行執(zhí)行和變量觀察；同時(shí)驗(yàn)證輸入數(shù)據(jù)的正確性；最后考慮環(huán)境因素。2.```texta