2025年大學《信息與計算科學》專業(yè)題庫——計算機科學引領科技發(fā)展考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的代表字母填寫在答題紙上對應位置。）1.下列數(shù)據(jù)結構中，適合表示稀疏矩陣的是？A.隊列B.棧C.稀疏矩陣壓縮存儲（如三元組表）D.堆棧2.設有排序算法A、B、C、D，時間復雜度分別為O(n^2)、O(nlogn)、O(n^1.5)、O(n^3)。其中，最適合用于排序大規(guī)模數(shù)據(jù)集（n很大）的算法是？A.AB.BC.CD.D3.在深度優(yōu)先搜索（DFS）算法中，用于存儲已訪問節(jié)點或待訪問節(jié)點棧的常用數(shù)據(jù)結構是？A.隊列B.棧C.鏈表D.樹4.下面關于算法復雜度的描述，正確的是？A.算法的時間復雜度與空間復雜度總是正相關。B.任何算法的時間復雜度都至少是O(n)。C.空間復雜度為O(1)的算法一定是常數(shù)時間復雜度算法。D.減少算法的常數(shù)因子可以提高其漸近時間復雜度。5.操作系統(tǒng)通過什么機制管理內(nèi)存，以實現(xiàn)內(nèi)存保護與共享？A.進程調(diào)度B.設備管理C.內(nèi)存分頁或分段D.I/O控制6.在關系數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)“選課”關系（學生ID，課程ID）中“學生ID”不允許重復的功能，應利用？A.主鍵（PrimaryKey）B.外鍵（ForeignKey）C.唯一約束（UniqueConstraint）D.檢查約束（CheckConstraint）7.下列關于算法“分治法”的描述，錯誤的是？A.將原問題分解為若干個規(guī)模較小、相互獨立、與原問題形式相同的子問題。B.遞歸地解各個子問題。C.將各個子問題的解合并為原問題的解。D.分治法適用于所有類型的問題，無需考慮問題特性。8.在機器學習領域中，通過已知標簽的數(shù)據(jù)集訓練模型，使其能夠對新的、未見過的數(shù)據(jù)進行預測的任務稱為？A.聚類分析B.回歸分析C.分類D.關聯(lián)規(guī)則挖掘9.下列技術中，通常不用于提高計算機系統(tǒng)計算能力的是？A.多核處理器B.GPU并行計算C.硬件指令集擴展（如SIMD）D.操作系統(tǒng)進程調(diào)度10.“物聯(lián)網(wǎng)（IoT）”的核心特征之一是？A.巨大的計算量B.海量的設備連接與數(shù)據(jù)采集C.算法復雜度高D.必須使用特定的編程語言二、填空題（每小題2分，共20分。請將答案填寫在答題紙上對應位置。）1.在一棵二叉樹中，若某節(jié)點的度為2，則稱該節(jié)點為_______節(jié)點。2.快速排序算法的平均時間復雜度為_______。3.計算機硬件能夠直接識別和執(zhí)行的語言是_______語言。4.算法的空間復雜度是指算法執(zhí)行過程中臨時占用的_______的度量。5.在面向對象程序設計中，_______是指一個類實例所具有的狀態(tài)。6.SQL語言中，用于從數(shù)據(jù)庫表中檢索數(shù)據(jù)的語句是_______。7.離散數(shù)學是計算機科學的理論基礎之一，圖論中的_______算法可以用來判斷有向圖中是否存在環(huán)。8.機器學習中的“過擬合”現(xiàn)象指的是模型對訓練數(shù)據(jù)學習得太好，以至于失去了對_______數(shù)據(jù)的泛化能力。9.計算機網(wǎng)絡中，實現(xiàn)設備之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議棧通常包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層和_______層。10.量子計算利用量子比特（qubit）的_______和_______等特性進行計算，有潛力解決某些經(jīng)典計算機難以解決的問題。三、簡答題（每小題5分，共25分。請將答案填寫在答題紙上對應位置。）1.簡述棧和隊列的主要區(qū)別。2.什么是算法的時間復雜度？為什么要分析算法的時間復雜度？3.解釋什么是數(shù)據(jù)庫的“事務”，并說明事務應具備哪些基本特性（ACID特性）。4.簡述機器學習中的“監(jiān)督學習”和“無監(jiān)督學習”的主要區(qū)別。5.闡述計算機科學在推動“智慧醫(yī)療”發(fā)展方面所起到的關鍵作用（至少列舉兩點）。四、分析與設計題（第1小題10分，第2小題15分，共25分。請將答案填寫在答題紙上對應位置。）1.設計算法描述：編寫偽代碼實現(xiàn)查找無序整數(shù)數(shù)組中最大值和最小值的功能。要求：算法應只遍歷數(shù)組一次，即可同時得到最大值和最小值。請描述你的算法思路，并給出偽代碼。2.問題分析與方案設計：假設你需要設計一個簡單的系統(tǒng)來管理一個在線書店的圖書信息。該系統(tǒng)需要支持以下基本功能：a.添加新圖書（包括圖書ID、書名、作者、價格等信息）。b.根據(jù)圖書ID查詢圖書詳細信息。c.根據(jù)書名或作者名進行模糊查詢，列出匹配的圖書列表。請簡要說明你會如何設計這個系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)結構（至少包括一個主要的數(shù)據(jù)結構），并說明選擇該數(shù)據(jù)結構的理由。同時，描述實現(xiàn)查詢功能的基本思路。五、論述題（10分。請將答案填寫在答題紙上對應位置。）結合當前科技發(fā)展趨勢，論述人工智能技術（如機器學習、深度學習等）在至少兩個不同科技領域（如交通、醫(yī)療、金融、娛樂等，選擇其中兩個）中的應用及其帶來的影響。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.B5.C6.A7.D8.C9.D10.B二、填空題1.非葉子2.O(nlogn)3.機器指令（或二進制）4.存儲空間（或內(nèi)存空間）5.屬性（或數(shù)據(jù)）6.SELECT7.拓撲排序8.測試（或新）9.應用（或傳輸）10.疊加（或量子疊加），糾纏三、簡答題1.棧是后進先出（LIFO）的數(shù)據(jù)結構，只允許在棧頂進行插入和刪除操作；隊列是先進先出（FIFO）的數(shù)據(jù)結構，允許在隊尾進行插入操作，在隊頭進行刪除操作。2.算法的時間復雜度是描述算法執(zhí)行時間隨輸入規(guī)模增長的變化趨勢的度量。分析時間復雜度有助于比較不同算法的效率，選擇最優(yōu)算法，并預測算法在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時的性能，從而進行優(yōu)化。3.數(shù)據(jù)庫事務是指一個由多個操作組成的邏輯工作單元，這些操作要么全部成功執(zhí)行，要么全部失敗回滾，以保證數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的一致性。事務應具備原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）、持久性（Durability）四個基本特性（ACID）。4.監(jiān)督學習使用帶有標簽（或監(jiān)督信息）的訓練數(shù)據(jù)集，訓練模型進行預測或分類；無監(jiān)督學習使用沒有標簽的數(shù)據(jù)集，訓練模型發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的內(nèi)在結構或模式，如聚類或降維。5.計算機科學在推動“智慧醫(yī)療”發(fā)展方面的關鍵作用包括：a)開發(fā)先進的醫(yī)學影像處理和診斷系統(tǒng)，輔助醫(yī)生進行精準診斷；b)利用大數(shù)據(jù)和機器學習技術進行疾病預測、藥物研發(fā)和個性化治療方案制定。四、分析與設計題1.算法思路：初始化兩個變量，max_val和min_val，分別用于存儲當前遇到的最大值和最小值。遍歷數(shù)組中的每個元素，將其與max_val和min_val進行比較和更新。偽代碼：```FunctionFindMinMax(arr):Ifarrisempty:ReturnerrorSetmax_val=arr[0]Setmin_val=arr[0]Fori=1tolength(arr)-1:Ifarr[i]>max_val:Setmax_val=arr[i]Ifarr[i]<min_val:Setmin_val=arr[i]Return(max_val,min_val)```2.核心數(shù)據(jù)結構設計：可以使用哈希表（或字典）作為核心數(shù)據(jù)結構來管理圖書信息。圖書ID作為鍵（Key），圖書詳細信息（如書名、作者、價格等）作為值（Value）。選擇理由：哈希表提供了平均時間復雜度為O(1)的查找效率，非常適合根據(jù)圖書ID快速查詢詳細信息。查詢功能實現(xiàn)思路：a.添加圖書：將圖書ID和其對應的詳細信息作為鍵值對插入到哈希表中。b.根據(jù)ID查詢：直接使用圖書ID作為鍵在哈希表中查找，如果找到則返回詳細信息，否則返回未找到提示。c.模糊查詢：由于哈希表不適合直接進行模糊查找，需要維護一個輔助數(shù)據(jù)結構，如倒排索引（將書名或作者名作為鍵，指向包含這些信息的圖書ID列表）。進行模糊查詢時，根據(jù)書名或作者名在倒排索引中查找對應的ID列表，然后遍歷這些ID，從哈希表中獲取并返回所有匹配的圖書詳細信息。五、論述題（以下為論述題參考答案要點，實際作答應展開詳細論述）應用：智能交通信號燈控制、交