2025年大學(xué)《信息與計(jì)算科學(xué)》專業(yè)題庫——信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)就業(yè)能力培養(yǎng)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才應(yīng)具備的核心數(shù)學(xué)素養(yǎng)，并舉例說明其在算法設(shè)計(jì)或數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用。二、給定以下Python代碼片段，請解釋其功能，并分析其中使用的至少兩種編程范式（如過程式、面向?qū)ο蟮龋＜僭O(shè)要修改該代碼以支持對非數(shù)字類型（如字符串）的處理，請?zhí)岢鲂薷乃悸贰``pythonclassNode:def__init__(self,value):self.value=valueself.next=Nonedefcreate_linked_list(data_list):head=Nonefordatainreversed(data_list):node=Node(data)node.next=headhead=nodereturnheaddefprint_linked_list(head):current=headwhilecurrent:print(current.value,end='')current=current.nextprint()#示例調(diào)用data=[1,2,3,4,5]linked_list=create_linked_list(data)print_linked_list(linked_list)```三、描述數(shù)據(jù)清洗在數(shù)據(jù)科學(xué)項(xiàng)目中的重要性。列舉至少三種常見的數(shù)據(jù)清洗任務(wù)，并簡要說明每種任務(wù)的目的。四、解釋什么是算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。分別給出一個(gè)具有較高時(shí)間復(fù)雜度和較高空間復(fù)雜度的算法例子，并說明其適用場景和局限性。五、闡述數(shù)學(xué)建模在解決實(shí)際問題中的作用。選擇一個(gè)你熟悉的應(yīng)用領(lǐng)域（如交通流優(yōu)化、金融風(fēng)險(xiǎn)評估、資源分配等），描述一個(gè)該領(lǐng)域的典型問題，并嘗試構(gòu)建一個(gè)簡化的數(shù)學(xué)模型來描述該問題（無需求解）。六、論述軟件工程思想在信息與計(jì)算科學(xué)項(xiàng)目開發(fā)中的重要性。列舉至少三項(xiàng)軟件工程原則，并簡要說明它們?nèi)绾螏椭岣哕浖|(zhì)量和開發(fā)效率。七、結(jié)合當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展趨勢（如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等），分析信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才在未來就業(yè)市場面臨的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)，并談?wù)勀阏J(rèn)為該專業(yè)學(xué)生應(yīng)如何提升自身競爭力以適應(yīng)這些變化。試卷答案一、信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才應(yīng)具備的核心數(shù)學(xué)素養(yǎng)包括：扎實(shí)的微積分基礎(chǔ)（理解變化率和累積）、線性代數(shù)知識(shí)（處理向量、矩陣，在數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)中應(yīng)用廣泛）、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)（理解不確定性，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和建模）、離散數(shù)學(xué)（邏輯、圖論，是算法和計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)）。例如，在算法設(shè)計(jì)中，離散數(shù)學(xué)中的圖論用于解決最短路徑、網(wǎng)絡(luò)流等問題；在數(shù)據(jù)分析中，概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)用于假設(shè)檢驗(yàn)、置信區(qū)間估計(jì)，以從數(shù)據(jù)中提取可靠結(jié)論。二、該代碼定義了一個(gè)單向鏈表，包含`Node`類（節(jié)點(diǎn)類，存儲(chǔ)值和指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的引用）和三個(gè)函數(shù)：`create_linked_list`用于根據(jù)列表逆序創(chuàng)建鏈表，`print_linked_list`用于打印鏈表，`create_linked_list`通過將新節(jié)點(diǎn)指向頭部，并將頭部更新為新節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)鏈表的逆序創(chuàng)建。編程范式分析：1.`Node`類的定義體現(xiàn)了面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）的思想，通過封裝（value,next屬性）和隱藏內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。2.`create_linked_list`函數(shù)通過循環(huán)和局部變量（node）處理數(shù)據(jù)，更偏向過程式編程。修改思路：可在`Node`類中增加類型檢查或使用Python的多態(tài)特性，例如定義一個(gè)處理不同類型值的基類或使用類型注解，并在`create_linked_list`中相應(yīng)處理。三、數(shù)據(jù)清洗在數(shù)據(jù)科學(xué)項(xiàng)目中至關(guān)重要，因?yàn)樵紨?shù)據(jù)往往包含錯(cuò)誤、缺失、不一致等問題，直接使用可能導(dǎo)致分析結(jié)果偏差甚至錯(cuò)誤。常見的數(shù)據(jù)清洗任務(wù)包括：1.處理缺失值：通過刪除、填充（均值、中位數(shù)、眾數(shù)或模型預(yù)測）等方法處理數(shù)據(jù)中的空白或未知值，目的是保證數(shù)據(jù)完整性。2.處理異常值：識(shí)別并處理偏離大部分?jǐn)?shù)據(jù)的極端值，可通過統(tǒng)計(jì)方法（如IQR）、可視化或業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行，目的是防止異常值扭曲分析結(jié)果。3.數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換與標(biāo)準(zhǔn)化：統(tǒng)一日期、文本格式，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型，或?qū)?shù)值特征進(jìn)行歸一化/標(biāo)準(zhǔn)化，目的是確保數(shù)據(jù)的一致性和模型輸入要求。四、算法的時(shí)間復(fù)雜度描述算法執(zhí)行時(shí)間隨輸入規(guī)模增長的變化趨勢，通常使用大O表示法（如O(1),O(logn),O(n),O(nlogn),O(n^2)）。空間復(fù)雜度描述算法執(zhí)行過程中臨時(shí)占用的存儲(chǔ)空間隨輸入規(guī)模增長的變化趨勢，同樣使用大O表示法。較高時(shí)間復(fù)雜度例子：冒泡排序（BubbleSort），其時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，適用于小規(guī)?；蚪朴行虻臄?shù)據(jù)排序，但面對大規(guī)模數(shù)據(jù)效率低下。較高空間復(fù)雜度例子：遞歸計(jì)算階乘，如果采用簡單的遞歸方式，其空間復(fù)雜度為O(n)（由于調(diào)用棧），適用于計(jì)算較小階乘數(shù)，但n過大時(shí)棧溢出風(fēng)險(xiǎn)高。適用場景和局限性均取決于輸入規(guī)模和具體應(yīng)用需求。五、數(shù)學(xué)建模是將現(xiàn)實(shí)世界中的復(fù)雜問題抽象、簡化為數(shù)學(xué)語言和模型的過程，其作用在于用定量化方法描述問題結(jié)構(gòu)，揭示內(nèi)在規(guī)律，為分析、預(yù)測和決策提供科學(xué)依據(jù)。領(lǐng)域問題示例：交通流優(yōu)化。典型問題：城市某路段高峰時(shí)段交通擁堵問題。數(shù)學(xué)模型構(gòu)建思路：可構(gòu)建一個(gè)基于隊(duì)列或流體動(dòng)力學(xué)的模型。例如，將道路看作一個(gè)排隊(duì)系統(tǒng)，車輛視為到達(dá)的顧客，路口信號(hào)燈視為服務(wù)臺(tái)的不同狀態(tài)（綠燈、紅燈）。可用排隊(duì)論模型（如M/M/1,M/G/1）分析平均排隊(duì)長度（擁堵程度）和車輛延誤時(shí)間，或用微分方程描述車輛密度、速度沿道路的分布變化，以研究信號(hào)配時(shí)優(yōu)化策略的效果。六、軟件工程思想在信息與計(jì)算科學(xué)項(xiàng)目開發(fā)中非常重要，它有助于規(guī)范開發(fā)流程，提高軟件質(zhì)量，降低風(fēng)險(xiǎn)，并提升開發(fā)效率。軟件工程原則包括：1.模塊化原則：將大型系統(tǒng)分解為更小、獨(dú)立、可互換的模塊，便于開發(fā)、測試、維護(hù)和重用，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。2.抽象原則：隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只暴露必要的接口，降低系統(tǒng)復(fù)雜性，便于用戶使用和維護(hù)。3.可重用性原則：設(shè)計(jì)易于在其他項(xiàng)目或系統(tǒng)中復(fù)用的軟件組件，可以節(jié)省開發(fā)成本，提高效率。這些原則通過標(biāo)準(zhǔn)化流程、強(qiáng)調(diào)文檔和測試、促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方式，共同幫助提高軟件質(zhì)量和開發(fā)效率。七、信息技術(shù)發(fā)展趨勢為信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才帶來巨大機(jī)會(huì)，如云計(jì)算提供了彈性計(jì)算資源，大數(shù)據(jù)分析挖掘海量價(jià)值，人工智能驅(qū)動(dòng)智能化應(yīng)用創(chuàng)新。同時(shí)也帶來挑戰(zhàn)，如技術(shù)更新迭代快要求持續(xù)學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)問題日益突出，跨