裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁哈爾濱醫(yī)科大學(xué)《數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》2024-2025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一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，能夠及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并發(fā)出警報。2、設(shè)計(jì)一個用于無人機(jī)的飛控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)姿態(tài)穩(wěn)定、航線規(guī)劃和自主導(dǎo)航，給出傳感器選型和控制算法。3、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究中，算法分析是重要的環(huán)節(jié)。以下關(guān)于算法分析方法的描述，錯誤的是：（）A.可以通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)計(jì)算算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度B.可以通過實(shí)驗(yàn)測試來評估算法在不同規(guī)模輸入下的性能C.算法分析只需要關(guān)注平均情況，不需要考慮最壞情況D.可以通過對比不同算法的性能來選擇最優(yōu)算法4、考慮用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)一個表達(dá)式求值的算法，例如計(jì)算中綴表達(dá)式的值。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合可能是最有效的（）A.棧和隊(duì)列B.棧和二叉樹C.隊(duì)列和哈希表D.棧和鏈表5、設(shè)計(jì)一個基于D/A轉(zhuǎn)換器的三角波信號發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為100Hz-1kHz，幅度可調(diào)。6、設(shè)計(jì)一個音頻均衡器電路，能夠?qū)斎氲囊纛l信號進(jìn)行不同頻段的增益調(diào)節(jié)，以改善音頻質(zhì)量。7、設(shè)計(jì)一個圖像處理中的邊緣檢測算法，并在實(shí)際圖像上進(jìn)行測試和優(yōu)化，分析算法的復(fù)雜度和準(zhǔn)確性。8、快速排序是一種高效的排序算法。以下關(guān)于快速排序的描述，錯誤的是（）A.選擇一個基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為小于基準(zhǔn)和大于基準(zhǔn)兩部分，然后對這兩部分分別排序B.快速排序的平均時間復(fù)雜度為O(nlog?n)，但在最壞情況下為O(n2)C.快速排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.快速排序每次都能將數(shù)組均勻地分成兩部分9、設(shè)計(jì)一個基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和智能管理。10、快速排序是一種高效的排序算法，它采用分治的思想。在快速排序中，選擇一個基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為兩部分，使得左邊部分的元素都小于等于基準(zhǔn)元素，右邊部分的元素都大于等于基準(zhǔn)元素。以下關(guān)于快速排序的描述，錯誤的是：（）A.快速排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)B.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法C.快速排序的平均時間復(fù)雜度為O(nlogn)D.快速排序的空間復(fù)雜度為O(logn)11、設(shè)計(jì)一個數(shù)字存儲示波器高速采樣電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的采樣率，提高測量的準(zhǔn)確性和分辨率。12、考慮一個在線投票系統(tǒng)，需要實(shí)時統(tǒng)計(jì)每個選項(xiàng)的投票數(shù)量，并能夠快速返回得票最多的選項(xiàng)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持這個功能？（）A.數(shù)組，存儲每個選項(xiàng)的票數(shù)B.鏈表，記錄投票信息C.哈希表，將選項(xiàng)作為鍵，票數(shù)作為值D.最大堆，始終保持最大票數(shù)在堆頂13、設(shè)計(jì)一個數(shù)字圖像處理中的圖像融合算法，如基于小波變換的圖像融合，比較融合前后的圖像質(zhì)量。14、設(shè)計(jì)一個基于模擬開關(guān)和運(yùn)放的音頻混音系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多個音頻信號的混合輸出。15、設(shè)計(jì)一個基于光電傳感器的自動照明控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境光線強(qiáng)度自動調(diào)節(jié)燈光亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和舒適的照明效果。16、在一個鏈?zhǔn)酱鎯Φ臈Ｖ?，進(jìn)行出棧操作時，如果棧為空，會發(fā)生什么情況？（）A.正常出棧，返回空值B.程序報錯C.自動添加一個默認(rèn)值D.等待用戶輸入值17、設(shè)計(jì)一個基于FPGA的圖像濾波系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中值濾波、均值濾波等功能，去除圖像噪聲。18、設(shè)計(jì)一個基于光電傳感器的自動化生產(chǎn)線質(zhì)量檢測系統(tǒng)，能夠檢測產(chǎn)品的外觀缺陷和尺寸精度。19、設(shè)計(jì)一個無線通信模塊抗干擾電路，能夠提高無線通信的抗干擾能力，保證通信的穩(wěn)定性。20、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)，滿足多臺計(jì)算機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)傳輸和資源共享需求。21、設(shè)計(jì)一個基于單片機(jī)的智能電表，能夠測量電能參數(shù)并進(jìn)行顯示和通信，給出電表的硬件電路和軟件程序。22、設(shè)計(jì)一個數(shù)字通信中均衡器訓(xùn)練和跟蹤模式的切換策略，分析對系統(tǒng)性能的影響。23、當(dāng)需要存儲和處理一個無向圖的鄰接信息時，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常被使用？（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.哈希表D.二叉樹24、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評估中，除了時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，還有其他指標(biāo)。關(guān)于這些評估指標(biāo)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.平均查找長度常用于評估查找算法的性能B.算法的穩(wěn)定性也是一個重要的評估指標(biāo)，特別是在排序算法中C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可維護(hù)性和可讀性在實(shí)際應(yīng)用中通常不重要D.對于特定的應(yīng)用場景，還需要考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與其他部分的集成和協(xié)作效率25、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個差分放大器，用于抑制共模信號，放大差模信號。26、設(shè)計(jì)一個基于51單片機(jī)的智能安防系統(tǒng)，能夠檢測門窗的開關(guān)狀態(tài)、人體紅外信號，并通過GSM模塊發(fā)送報警短信。27、設(shè)計(jì)一個簡單的數(shù)字圖像去噪系統(tǒng)，能夠有效去除圖像中的噪聲，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和去噪效果分析。28、設(shè)計(jì)一個音頻功率放大器的保護(hù)電路，包括過流保護(hù)、過熱保護(hù)和短路保護(hù)，給出電路結(jié)構(gòu)和工作原理。29、設(shè)計(jì)一個基于STM32H7的高性能嵌入式系統(tǒng)，能夠運(yùn)行復(fù)雜的實(shí)時操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，給出硬件架構(gòu)和軟件環(huán)境搭建。30、根據(jù)傳感器原理，設(shè)計(jì)一個用于氣象監(jiān)測的風(fēng)速風(fēng)向測量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r準(zhǔn)確地測量風(fēng)速和風(fēng)向。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個在線考試系統(tǒng)中，需要管理考試科目、試題、考生答案和成績等信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實(shí)現(xiàn)考試科目的添加、刪除、查找和修改，試題的錄入和更新，考生答案的存儲和成績的計(jì)算，并能夠快速查詢考生的成績和排名。2、（本題5分）一個在線音樂平臺的歌單管理系統(tǒng)需要對用戶創(chuàng)建的歌單和歌曲信息進(jìn)行管理。歌單信息包括歌單編號、名稱、歌曲列表等，歌曲信息包括歌曲ID、名稱、歌手等。這些信息以鄰接多重表的形式存儲。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個歌單中的歌曲；（2）向歌單中添加或刪除歌曲；（3）合并兩個歌單；（4）統(tǒng)計(jì)用戶創(chuàng)建的歌單數(shù)量。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）假設(shè)一個社交平臺的活動組織系統(tǒng)需要記錄活動信息、參與者信息和活動流程?；顒有畔ɑ顒覫D、活動名稱、組織者ID、活動時間、活動地點(diǎn)，參與者信息包括參與者ID、活動ID、報名時間，活動流程包括流程ID、活動ID、流程描述、時間安排。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理活動數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)活動的創(chuàng)建、參與者管理、流程跟蹤，并生成活動總結(jié)報告。4、（本題5分）一個在線圖片分享平臺需要管理大量的圖片信息，包括圖片名稱、上傳者、上傳時間、圖片標(biāo)簽、瀏覽量等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實(shí)現(xiàn)圖片的快速上傳、刪除、查找和瀏覽量統(tǒng)計(jì)，同時支持根據(jù)標(biāo)簽和上傳時間進(jìn)行圖片篩選和排序。5、（本題5分）一個在線圖書評論系統(tǒng)需要管理圖書信息、用戶評論和評論的點(diǎn)贊數(shù)等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持圖書的查找、用戶評論的添加、刪除和修改，以及評論點(diǎn)贊數(shù)的更新，并能夠根據(jù)點(diǎn)贊數(shù)對評論進(jìn)行排序和展示熱門評論。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何使用歸并排序算法對鏈表進(jìn)行排序，給出算法步驟和時間復(fù)雜度分析。2、（本題5分）在一個具有n個元素的有序數(shù)組中，使用二分查找算法查找一個特定元素，其平均時間復(fù)雜度是多少？請說明推導(dǎo)過程。3、（本題5分）論述在一個具有n個元素的鏈表中，如何將鏈表中的節(jié)點(diǎn)按照值的大小進(jìn)行分組。4、（本題5分）解釋圖的最小生成樹問題的高級算法，如Prim算法、Kruskal算法的改進(jìn)版本等的原理及應(yīng)用場景。5、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個帶權(quán)有向圖中計(jì)