學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁武漢工程大學《計算思維及數據科學導論》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、計算思維中的邏輯思維能力至關重要。給定一個命題“如果今天下雨，那么我就帶傘”，已知今天下雨了，能得出以下哪個結論（）A.我一定帶傘了B.我可能帶傘了C.我不知道是否帶傘D.我一定沒帶傘2、在一個計算機程序中，需要處理大量的重復計算。為了提高程序的運行效率，減少計算時間，以下哪種方法是最為有效的？（）A.手動優化代碼，減少不必要的操作B.使用并行計算技術，同時進行多個計算任務C.增加計算機的硬件配置，如內存和處理器D.簡化計算問題，降低計算復雜度3、對于計算中的數據結構，以下關于其作用和應用場景的描述，不正確的是哪一項？（）A.數據結構用于組織和存儲數據，以便于數據的訪問、操作和管理，常見的數據結構包括數組、鏈表、棧、隊列、樹和圖等B.數組適合于隨機訪問元素，但插入和刪除操作可能效率較低；鏈表則在插入和刪除操作上表現較好，但隨機訪問相對困難C.棧遵循后進先出原則，常用于函數調用、表達式求值等；隊列遵循先進先出原則，適用于任務調度、消息傳遞等場景D.無論處理何種數據和問題，選擇一種數據結構就足夠了，不需要根據具體情況進行靈活選擇和組合使用不同的數據結構4、關于計算思維中的代碼可讀性和可維護性，以下對于其重要性和實現方法的描述，哪一種是準確的？（）A.代碼的可讀性和可維護性對于軟件開發的長期成功至關重要。良好的可讀性意味著代碼易于理解，遵循一致的命名規范、清晰的結構和適當的注釋。可維護性則體現在代碼易于修改、擴展和修復錯誤。通過采用模塊化設計、遵循編程風格指南、進行代碼重構等方法，可以提高代碼的可讀性和可維護性，降低開發成本和風險B.代碼的可讀性和可維護性只是在團隊開發中重要，對于個人開發項目來說，只要代碼能實現功能即可C.提高代碼的可讀性和可維護性會增加代碼量和開發時間，因此在追求效率的情況下可以適當犧牲D.代碼的可讀性和可維護性主要取決于編程語言的選擇，與編程風格和設計方法關系不大5、在人工智能的自然語言處理中，詞法分析是重要的一步。以下關于詞法分析的任務，哪一項是不準確的？（）A.識別單詞B.確定詞性C.理解句子的語義D.以上都不對6、在計算中的人工智能基礎概念中，以下關于機器學習和深度學習的描述，不正確的是哪一項？（）A.機器學習是讓計算機通過數據和算法自動學習規律和模式，能夠進行預測和分類等任務B.深度學習是機器學習的一個分支，基于深度神經網絡模型，能夠處理大規模的數據和復雜的任務C.深度學習在圖像識別、語音處理、自然語言處理等領域取得了顯著的成果，但也存在過擬合、解釋性差等問題D.機器學習已經被深度學習完全取代，在實際應用中不再需要使用傳統的機器學習算法7、在密碼學中，如果要生成安全的隨機數，用于加密密鑰等敏感操作。以下哪種方法是可靠的？（）A.使用編程語言內置的隨機數生成函數B.基于當前時間和系統狀態生成隨機數C.使用專門的硬件隨機數生成器D.人為隨機選擇數字8、在數據庫索引中，B樹和B+樹都被廣泛應用。以下關于B+樹的優點，哪一項是不正確的？（）A.更適合范圍查詢B.葉子節點包含所有數據C.插入和刪除操作更高效D.以上都是9、計算思維強調問題的形式化描述。對于一個求解方程x^2-5x+6=0的問題，以下哪種形式化描述是準確的（）A.尋找使得等式成立的x值B.計算x的平方減去5倍的x再加上6的結果C.分析方程的系數和常數項D.以上都不準確10、在進行基因編輯的研究中，需要對大量的基因序列進行分析和操作，以實現特定的基因修飾和治療效果。在這個高度復雜和精密的領域，以下哪種計算思維的手段能夠助力研究的深入開展？（）A.基因序列比對與分析B.編輯算法設計C.效果預測與評估D.以上都是11、在計算思維的算法復雜度分析中，關于評估算法在不同規模輸入下的性能表現，以下哪一種解釋是最清晰的？（）A.算法復雜度包括時間復雜度和空間復雜度。時間復雜度衡量算法運行所需的時間與輸入規模的關系，常見的表示方法有大O記號。空間復雜度則衡量算法運行所需的存儲空間與輸入規模的關系。通過分析算法的復雜度，可以預測算法在處理大規模數據時的性能，為算法的改進和選擇提供依據B.算法復雜度分析只是理論上的研究，對實際編程中的算法優化沒有實際幫助C.算法復雜度只需要考慮時間復雜度，空間復雜度可以忽略，因為現代計算機的存儲空間通常足夠大D.算法復雜度分析是一個非常精確的過程，能夠準確計算出算法在任何輸入規模下的運行時間和存儲空間12、在程序設計語言中，靜態類型語言和動態類型語言在類型檢查上有不同的方式。以下哪種語言屬于動態類型語言？（）A.JavaB.C++C.PythonD.C#13、在計算思維中，對于一個需要處理不確定性的問題，以下哪種方法通常被采用（）A.忽略不確定性B.使用概率和統計方法C.憑直覺處理D.以上都不是14、在計算思維的框架下，以下哪種軟件開發方法更注重迭代和用戶反饋？（）A.瀑布模型B.敏捷開發C.螺旋模型D.原型模型15、在計算思維中，對于一個需要同時處理多個任務的情況，以下哪種調度策略通常能提高系統的整體效率（）A.先來先服務B.短作業優先C.優先級調度D.隨機調度16、關于計算思維中的計算效率（ComputationalEfficiency）衡量，以下說法不正確的是：（）A.計算效率可以通過運行時間、內存使用、處理器利用率等指標來衡量B.提高計算效率需要綜合考慮算法、數據結構、硬件資源等多方面因素C.為了追求計算效率，可以犧牲代碼的可讀性和可維護性D.不同的應用場景對計算效率的要求不同，需要根據實際需求進行權衡17、在計算思維中，算法的時間復雜度和空間復雜度是衡量算法效率的重要指標。以下關于時間復雜度和空間復雜度的描述中，錯誤的是？（）A.時間復雜度是指算法執行所需的時間與問題規模之間的關系B.空間復雜度是指算法執行所需的存儲空間與問題規模之間的關系C.時間復雜度和空間復雜度越低，算法的效率越高D.時間復雜度和空間復雜度只與算法的設計有關，與編程語言和計算機硬件無關18、計算思維在日常生活中有很多應用。以下關于計算思維在日常生活中的應用的描述中，錯誤的是？（）A.計算思維可以幫助我們更好地管理時間和任務，提高工作效率B.計算思維可以幫助我們更好地理解和分析數據，做出更明智的決策C.計算思維可以幫助我們更好地解決人際關系問題，提高溝通和協調能力D.計算思維只在計算機科學領域有應用，在日常生活中沒有實際價值19、在當今數字化的時代，計算思維對于解決各種復雜問題起著至關重要的作用。假設您正在參與一個大型城市的交通流量優化項目，需要綜合考慮道路狀況、車輛類型、出行時間等眾多因素。在這種情況下，以下哪種計算思維方法能夠幫助您更有效地分析和解決交通擁堵問題？（）A.抽象與建模B.算法設計C.糾錯與容錯D.并行計算20、在計算思維中，關于算法的設計與分析，以下哪種描述最為準確和全面？（）A.算法設計旨在找到解決特定問題的一系列明確步驟，需要考慮問題的復雜性、輸入輸出的特征以及可能的約束條件。算法分析則側重于評估算法的效率，包括時間復雜度和空間復雜度，以確定其在不同規模數據下的性能表現。一個好的算法應在準確性、可讀性和效率之間取得平衡B.算法設計只需關注能否解決問題，而算法分析是在算法實現后才進行的，對算法的改進作用不大C.算法設計就是隨機嘗試各種方法，直到找到一種能解決問題的方案，無需考慮其合理性和通用性。算法分析主要是為了滿足理論研究的需要，在實際應用中意義不大D.算法設計和分析是相互獨立的過程，設計完成后再進行分析，且分析結果對設計的改進沒有實質性的幫助二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述計算思維中的數論中的素數和同余，說明在加密算法和密碼學中的應用。2、（本題5分）詳細說明計算思維中的粒子群優化算法，分析其工作原理和應用領域，舉例闡述如何調整參數以獲得更好的優化結果。3、（本題5分）解釋計算思維中的“計算思維與教育公平”，探討在教育資源不均衡的情況下，如何通過計算思維教育促進教育公平的實現。4、（本題5分）詳細闡述計算思維中的計算生物學中的基因序列分析和蛋白質結構預測，論述相關算法和技術。5、（本題5分）論述計算思維中的“地理信息系統中的計算思維”，說明在空間數據管理、地圖繪制、路徑規劃等方面如何運用計算思維提供有效的地理信息服務。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個在線考試防作弊系統中，要通過多種手段檢測和防范作弊行為。請深入分析如何運用計算思維來保障考試的公平性和安全性。2、（本題5分）在一個社交媒體平臺上，存在虛假信息傳播和用戶隱私泄露的風險。請用計算思維分析這些問題產生的原因，提出防范虛假信息傳播和保護用戶隱私的技術手段和管理策略。3、（本題5分）假設要開發一個在線購物網站的推薦系統，能夠根據用戶的瀏覽和購買歷史為其推薦相關商品。請深入分析實現這一功能所需的計算思維方法和技術手段。4、（本題5分）假設要為一個在線旅游平臺設計行程規劃功能，根據用戶的時間、預算和興趣點生成最佳行程。請詳細分析如何運用計算思維來滿足用戶需求。5、（本題5分）對于一個智能電網系統，需要實現電力的優化分配和故障監測。請全面分析此系統中所運用的計算思維和電力監控技術。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在數據庫設計中，計算思維可以幫助構建合理的數據模型。詳細論述數據庫設計的步驟和方法，包括概念模型設計、邏輯模型設計、物理模型設計，分析如何運用計算思維優化數據庫