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頁浙江工業大學

《計算思維實踐》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在計算中的遞歸與迭代的比較中，以下對于它們的實現方式、性能差異和適用場景的分析，哪一種描述是全面的？（）A.遞歸通過函數自身調用解決問題，代碼簡潔但可能存在棧溢出風險；迭代通過循環結構實現，性能通常更優但代碼可能較復雜。對于簡單的、可清晰分解為遞歸形式的問題，遞歸更直觀；對于復雜的、需要高效性能的問題，迭代更合適。同時，一些問題可以同時用遞歸和迭代實現，但效果可能不同B.遞歸和迭代是完全相同的概念，只是表達方式不同C.遞歸總是比迭代更高效，應該優先使用遞歸D.迭代只適用于簡單的循環操作，對于復雜的問題無法使用2、在計算中的數據挖掘和知識發現領域，以下關于關聯規則挖掘和分類算法的描述，不正確的是哪一項？（）A.關聯規則挖掘用于發現數據集中不同項之間的關聯關系，如購物籃分析中的商品組合B.分類算法則將數據分為不同的類別，如決策樹、支持向量機等可以用于預測新數據的類別C.關聯規則挖掘和分類算法都需要對數據進行預處理和特征工程，以提高挖掘和分類的效果D.關聯規則挖掘和分類算法的結果都是確定性的，不存在任何不確定性和誤差3、在一個分布式系統中，需要確保各個節點之間的數據一致性。以下哪種一致性模型可能是最適合對實時性要求較高的應用場景？（）A.強一致性，保證數據在任何時刻都是一致的，但可能會有較高的延遲B.最終一致性，允許數據在一段時間內不一致，但最終會達到一致，延遲較低C.弱一致性，數據一致性程度較低，不適合對一致性要求高的場景D.不考慮數據一致性，隨意更新數據4、對于計算思維中的可計算性理論，以下關于其基本概念和意義的描述，哪一種是準確的？（）A.可計算性理論研究哪些問題是可計算的，哪些是不可計算的，以及計算的復雜性和界限。它定義了圖靈機等計算模型，并通過這些模型來判斷問題的可解性。了解可計算性理論有助于我們理解計算機的能力和限制，避免在不可計算的問題上浪費時間和資源，同時為算法設計和問題求解提供理論基礎B.可計算性理論是一種純理論的研究，與實際的計算應用沒有直接的關系，對計算機編程和問題解決沒有實際價值C.可計算性理論過于深奧和抽象，只有計算機科學家和數學家才需要研究，普通的計算機用戶和程序員無需了解D.可計算性理論已經過時，隨著計算機技術的發展，其結論和方法已經不再適用5、在設計一個能夠處理實時數據流的系統，例如實時監控交通流量數據，計算思維可以指導我們選擇合適的架構和算法。以下哪種設計更符合計算思維？（）A.使用傳統的數據庫存儲數據，定期進行分析B.構建基于流處理框架的系統，實時處理和分析數據C.不處理實時數據，只在需要時進行離線分析D.將數據存儲在文件中，手動讀取和分析6、計算思維中的編程實現需要掌握一定的編程技巧。以下關于編程技巧的描述中，錯誤的是？（）A.編程技巧包括變量命名、代碼注釋、代碼格式化等方面，可以提高代碼的可讀性和可維護性B.編程技巧可以通過學習編程語言的規范和最佳實踐來掌握，也可以通過閱讀優秀的代碼來學習C.編程技巧只適用于專業程序員，對于初學者來說沒有必要掌握D.編程技巧可以幫助我們更好地實現算法和數據結構，提高編程效率7、在計算思維的并行處理思想中，關于如何提高計算效率和應對大規模數據處理，以下哪一種論述是最深入的？（）A.并行處理是通過同時執行多個計算任務或操作來提高計算速度和效率的方法。它可以基于多核處理器、分布式計算系統或云計算平臺實現。在處理大規模數據和復雜計算問題時，合理地劃分任務、分配資源和協調并行執行，能夠顯著縮短計算時間，提高系統的性能和響應能力B.并行處理只適用于超級計算機和大型數據中心，對于普通個人計算機和小型系統沒有實際意義C.并行處理雖然能夠提高計算效率，但會增加系統的復雜性和成本，因此在一般情況下不建議使用D.并行處理是一種自動完成的過程，無需人為干預和設計，系統會根據任務自動選擇是否進行并行處理8、在一個分布式計算環境中，需要處理大量并發的任務請求，同時要確保數據的一致性和系統的可靠性。以下哪種技術或策略可能是最為重要的？（）A.不進行任何并發控制，允許數據沖突和錯誤發生B.采用分布式鎖機制，對共享資源進行加鎖和解鎖操作，確保在并發環境下只有一個任務能夠訪問和修改特定的數據，從而維護數據的一致性和系統的可靠性，有效地協調分布式計算中的資源訪問和任務執行C.完全依賴本地計算，不進行分布式處理D.隨機處理任務請求，不考慮順序和優先級9、對于一個需要實時監測和分析網絡流量數據的系統，以便及時發現異常和潛在的安全威脅。在數據處理和分析方面，以下哪種方法可能是最有效的？（）A.手動檢查每個數據包，效率低下且容易出錯B.基于規則的過濾和匹配，設定固定的規則來判斷異常C.運用數據挖掘和機器學習算法，如聚類分析和異常檢測算法，能夠自動從海量的網絡流量數據中發現潛在的模式和異常，實現實時、準確的監測和分析，及時發現并預警潛在的安全威脅D.忽略流量數據，不進行任何監測和分析10、在進行科學計算的模擬實驗中，例如模擬天體的運行、化學反應的過程、流體力學的現象等，需要建立準確的數學模型，并選擇合適的數值方法進行求解。在這個過程中，以下哪種計算思維的方法能夠提高模擬的精度和效率？（）A.模型簡化與近似B.數值方法的選擇與優化C.誤差分析與控制D.以上都是11、在操作系統的內存管理中，分頁和分段是兩種常見的方式。以下關于分頁的描述，哪一項是正確的？（）A.頁面大小固定B.便于實現內存共享C.可以減少內存碎片D.以上都是12、在構建一個智慧城市的框架中，需要整合交通管理、能源供應、環境監測、公共服務等多個領域的數據和系統。為了實現城市的高效運行和可持續發展，以下哪種計算思維的概念是必不可少的？（）A.系統集成與互操作性B.大數據分析與決策C.智能優化與調控D.以上都是13、在計算思維的概念中，關于問題分解（ProblemDecomposition）這一重要方法，以下描述不準確的是：（）A.問題分解是將一個復雜的大問題逐步拆解為若干個相對簡單的小問題B.通過問題分解，可以使原本難以直接解決的問題變得更容易處理C.問題分解需要清晰地界定每個小問題的邊界和相互關系D.問題分解只要隨意將大問題切割成小部分就行，無需考慮邏輯和關聯性14、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15、在計算思維的隨機算法（RandomizedAlgorithm）中，以下描述不正確的是：（）A.隨機算法在運行過程中引入隨機因素，以期望在平均情況下獲得較好的結果B.常見的隨機算法有隨機快速排序、蒙特卡羅方法等C.隨機算法的結果具有不確定性，但在多次運行后可以得到相對穩定的統計特征D.隨機算法由于結果不確定，所以在實際應用中很少使用，不如確定性算法可靠二、簡答題（本大題共4個小題，共20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）解釋計算思維中的數值分析中的誤差分析和數值穩定性，分析在數值計算中如何控制誤差和保證計算的穩定性。3、（本題5分）闡述計算思維中的“計算思維與問題解決能力的提升”，解釋計算思維如何幫助我們更有效地分析和解決各種復雜問題。4、（本題5分）闡述計算思維中的“計算思維與跨學科學習”，說明計算思維在促進不同學科知識融合和創新方面的作用和意義。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細分析計算思維中的計算思維在虛擬現實游戲中的物理模擬、碰撞檢測、用戶交互等技術，探討如何運用計算思維提升游戲的沉浸感和可玩性，并結合具體的虛擬現實游戲案例進行說明。2、（本題5分）詳細論述計算思維中的并行與并發處理。探討在多核處理器和分布式系統環境下，如何設計并行和并發算法來提高計算效率。分析并行和并發編程中的同步、互斥和通信等關鍵問題，并結合實際應用（如大數據處理、云計算等）進行說明。3、（本題5分）在數據分析和挖掘中，數據預處理和特征工程是重要環節。請全面論述計算思維如何指導數據預處理和特征工程的過程，包括數據清洗、轉換、降維，并且分析如何選擇有效的特征以提高數據分析和挖掘的效果。4、（本題5分）計算思維中的貪心算法和動態規劃算法在解決具有最優子結構性質的問題時各有特點。詳細比較貪心算法和動態規劃算法的原理、適用場景和優缺點，通過具體問題（如找零錢問題、背包問題的不同變種）說明如何選擇合適的算法來獲得最優解或近似最優解。5、（本題5分）深入研究計算思維中的計算思維在衛星導航系統中的定位算法、軌道計算、信號處理等技術，討論如何運用計算思維提高衛星導航的精度和可靠性，并結合實際的衛星導航應用進行闡述。四、分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在一個股票交易分析系統中，要從大量的交易數據中挖掘出有價值的信息和趨勢。請全面分析如何運用計算思維和數據分析方法來實現這一目標。2、（本題10分）一個城市的能源管理系統需要實現節能減排的目標，