2025年大學(xué)《數(shù)據(jù)計(jì)算及應(yīng)用》專業(yè)題庫——數(shù)據(jù)計(jì)算及應(yīng)用專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)評估考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述棧和隊(duì)列的區(qū)別，并各舉一個(gè)在實(shí)際應(yīng)用中使用的例子。2.解釋什么是數(shù)據(jù)庫索引，并說明索引對數(shù)據(jù)庫查詢性能的影響。3.描述一下數(shù)據(jù)清洗的主要步驟，并舉例說明其中一種數(shù)據(jù)清洗方法的應(yīng)用場景。4.簡述機(jī)器學(xué)習(xí)中的過擬合現(xiàn)象，并說明一種防止過擬合的方法。5.什么是云計(jì)算？請列舉三種主流的云計(jì)算平臺(tái)。二、編程題（每題15分，共30分）1.編寫一個(gè)Python函數(shù)，該函數(shù)接收一個(gè)整數(shù)列表作為參數(shù)，返回一個(gè)新列表，新列表中的元素為原列表中每個(gè)元素的平方，但只保留平方值小于100的元素。2.假設(shè)你正在使用MySQL數(shù)據(jù)庫，請編寫SQL語句完成以下操作：*創(chuàng)建一個(gè)名為`students`的表，包含`id`（主鍵，整數(shù)類型）和`name`（字符串類型）兩個(gè)字段。*向`students`表中插入兩條記錄，分別包含學(xué)生ID和姓名。*查詢`students`表中所有學(xué)生的姓名，并將姓名字段上的內(nèi)容全部轉(zhuǎn)換為大寫。三、論述題（20分）假設(shè)你要開發(fā)一個(gè)簡單的網(wǎng)站，用戶可以在網(wǎng)站上發(fā)布和瀏覽短消息。請簡述你會(huì)如何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)用戶信息和短消息內(nèi)容，并說明你會(huì)使用哪些數(shù)據(jù)庫操作來實(shí)現(xiàn)用戶發(fā)布消息和瀏覽消息的功能。試卷答案一、簡答題1.解析：棧是后進(jìn)先出（LIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，只能在一端（棧頂）進(jìn)行插入和刪除操作；隊(duì)列是先進(jìn)先出（FIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在一端（隊(duì)尾）進(jìn)行插入操作，在另一端（隊(duì)頭）進(jìn)行刪除操作。例子：?？捎糜诤瘮?shù)調(diào)用棧，記錄函數(shù)調(diào)用順序；隊(duì)列可用于任務(wù)調(diào)度，按順序處理任務(wù)。答案：棧和隊(duì)列的區(qū)別在于它們的操作原則和結(jié)構(gòu)。棧是后進(jìn)先出（LIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，只能在棧頂進(jìn)行插入（push）和刪除（pop）操作。而隊(duì)列是先進(jìn)先出（FIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在隊(duì)尾進(jìn)行插入（enqueue）操作，在隊(duì)頭進(jìn)行刪除（dequeue）操作。實(shí)際應(yīng)用中，棧常用于函數(shù)調(diào)用棧，用于記錄函數(shù)調(diào)用的順序和返回地址；隊(duì)列則常用于任務(wù)調(diào)度，按照任務(wù)到達(dá)的順序依次處理，例如操作系統(tǒng)中的任務(wù)隊(duì)列。2.解析：數(shù)據(jù)庫索引是一種幫助快速查找數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常建立在表的某個(gè)或某幾個(gè)字段上。索引可以加快查詢速度，但也會(huì)增加寫入操作的開銷，并占用額外的存儲(chǔ)空間。索引對查詢性能的影響是雙面的，合理使用索引可以顯著提高查詢效率，不合理使用則可能降低性能。答案：數(shù)據(jù)庫索引是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通?；贐樹或其變種（如B+樹）實(shí)現(xiàn)，它可以幫助數(shù)據(jù)庫快速定位到表中的數(shù)據(jù)行。索引通常建立在表的索引字段上，通過索引可以避免對整個(gè)表進(jìn)行全掃描，從而大大提高查詢效率。然而，索引也會(huì)帶來一些負(fù)面影響，例如增加數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)空間占用，以及在插入、刪除和更新數(shù)據(jù)時(shí)可能需要維護(hù)索引，從而降低這些操作的性能。因此，需要根據(jù)實(shí)際情況合理創(chuàng)建和使用索引。3.解析：數(shù)據(jù)清洗的主要步驟包括：缺失值處理、異常值處理、重復(fù)值處理、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)一致性檢查等。數(shù)據(jù)清洗方法的應(yīng)用場景非常廣泛，例如在處理用戶注冊數(shù)據(jù)時(shí)，可能需要使用數(shù)據(jù)清洗方法來處理缺失的用戶年齡數(shù)據(jù)，或者刪除重復(fù)的用戶注冊記錄。答案：數(shù)據(jù)清洗的主要步驟包括：缺失值處理，即處理數(shù)據(jù)集中的缺失值，可以選擇填充、刪除等方法；異常值處理，即識(shí)別和處理數(shù)據(jù)集中的異常值，可以使用統(tǒng)計(jì)方法或機(jī)器學(xué)習(xí)方法；重復(fù)值處理，即識(shí)別并刪除數(shù)據(jù)集中的重復(fù)記錄；數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，即將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的格式；數(shù)據(jù)一致性檢查，即檢查數(shù)據(jù)是否符合預(yù)期的格式和范圍。例如，在處理用戶評論數(shù)據(jù)時(shí)，可以使用數(shù)據(jù)清洗方法來處理缺失的評論內(nèi)容，或者刪除重復(fù)的評論。4.解析：過擬合現(xiàn)象是指機(jī)器學(xué)習(xí)模型在訓(xùn)練數(shù)據(jù)上表現(xiàn)很好，但在測試數(shù)據(jù)或新數(shù)據(jù)上表現(xiàn)很差的現(xiàn)象。過擬合的原因是模型過于復(fù)雜，學(xué)習(xí)了訓(xùn)練數(shù)據(jù)中的噪聲和細(xì)節(jié)，而不是數(shù)據(jù)背后的潛在規(guī)律。防止過擬合的方法包括：減少模型復(fù)雜度、增加訓(xùn)練數(shù)據(jù)、使用正則化技術(shù)（如L1、L2正則化）、使用Dropout等。答案：過擬合現(xiàn)象是指機(jī)器學(xué)習(xí)模型在訓(xùn)練數(shù)據(jù)上能夠獲得非常高的精度，但在未見過的測試數(shù)據(jù)上精度卻顯著下降的現(xiàn)象。這通常是因?yàn)槟Ｐ瓦^于復(fù)雜，不僅學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)中的潛在規(guī)律，還學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)中的噪聲和隨機(jī)波動(dòng)。防止過擬合的方法有多種，例如可以通過減少模型的復(fù)雜度（如減少神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)或神經(jīng)元數(shù)量）來降低模型的學(xué)習(xí)能力；可以通過增加訓(xùn)練數(shù)據(jù)的數(shù)量來使模型學(xué)習(xí)到更具有普遍性的規(guī)律；可以使用正則化技術(shù)，如L1正則化或L2正則化，對模型的參數(shù)進(jìn)行約束，防止模型過于復(fù)雜；還可以使用Dropout技術(shù)，在訓(xùn)練過程中隨機(jī)地丟棄一部分神經(jīng)元，迫使模型學(xué)習(xí)更加魯棒的特征。5.解析：云計(jì)算是一種通過互聯(lián)網(wǎng)提供按需獲取的計(jì)算資源（如服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、軟件等）的模式。云計(jì)算平臺(tái)提供了一系列的服務(wù)和工具，可以幫助用戶快速構(gòu)建和部署應(yīng)用程序。主流的云計(jì)算平臺(tái)包括亞馬遜AWS、微軟Azure和阿里云等。答案：云計(jì)算是一種通過互聯(lián)網(wǎng)提供按需獲取的計(jì)算資源（如服務(wù)器、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、軟件等）的模式。用戶可以根據(jù)需要獲取和使用這些資源，而無需在本地?fù)碛泻途S護(hù)這些資源。云計(jì)算平臺(tái)通常提供一系列的服務(wù)和工具，例如虛擬機(jī)、對象存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、機(jī)器學(xué)習(xí)平臺(tái)等，可以幫助用戶快速構(gòu)建和部署應(yīng)用程序。目前主流的云計(jì)算平臺(tái)包括亞馬遜AWS（AmazonWebServices）、微軟Azure和阿里云等。二、編程題1.解析：使用Python列表推導(dǎo)式，對列表中的每個(gè)元素進(jìn)行平方運(yùn)算，并使用條件過濾掉平方值大于等于100的元素。答案：```pythondefsquare_less_than_100(nums):return[num2fornuminnumsifnum2<100]```2.解析：第一部分使用`CREATETABLE`語句創(chuàng)建`students`表，指定字段名和數(shù)據(jù)類型，并設(shè)置`id`為主鍵。第二部分使用`INSERTINTO`語句向表中插入數(shù)據(jù)。第三部分使用`SELECT`語句查詢數(shù)據(jù)，并使用`UPPER()`函數(shù)將姓名轉(zhuǎn)換為大寫。答案：```sqlCREATETABLEstudents(idINTPRIMARYKEY,nameVARCHAR(255));INSERTINTOstudents(id,name)VALUES(1,'Alice');INSERTINTOstudents(id,name)VALUES(2,'Bob');SELECTUPPER(name)ASnameFROMstudents;```三、論述題解析：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮如何存儲(chǔ)用戶信息和短消息內(nèi)容。可以創(chuàng)建兩個(gè)表：`users`表存儲(chǔ)用戶信息，`messages`表存儲(chǔ)短消息內(nèi)容。`messages`表可以包含一個(gè)外鍵指向`users`表，以建立用戶和消息之間的關(guān)聯(lián)。實(shí)現(xiàn)用戶發(fā)布消息的功能，可以使用`INSERT`語句向`messages`表中插入數(shù)據(jù)，并指定消息的發(fā)送者ID和內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)用戶瀏覽消息的功能，可以使用`SELECT`語句從`messages`表中查詢所有消息，并按時(shí)間倒序排序。答案：為了開發(fā)一個(gè)簡單的網(wǎng)站，用戶可以在網(wǎng)站上發(fā)布和瀏覽短消息，可以設(shè)計(jì)如下數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)：*users表：用于存儲(chǔ)用戶信息。該表可以包含以下字段：*id：用戶ID，整數(shù)類型，主鍵。*username：用戶名，字符串類型，唯一。*password：密碼，字符串類型。*email：電子郵件地址，字符串類型。*messages表：用于存儲(chǔ)短消息內(nèi)容。該表可以包含以下字段：*id：消息ID，整數(shù)類型，主鍵。*sender_id：發(fā)送者ID，整數(shù)類型，外鍵，指向users表的id字段。*content：消息內(nèi)容，字符串類型。*timestamp：消息時(shí)間，日期時(shí)間類型。使用以上表結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)用戶發(fā)布消息和瀏覽消息的功能：*用戶發(fā)布消息：當(dāng)用戶發(fā)布一條消息時(shí)，可以使用INSERT語句向messages表中插入一條新記錄，其中sender_id字段