學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共2頁太原工業(yè)學(xué)院《計(jì)算思維與人工智能基礎(chǔ)工》2024-2025學(xué)年第一學(xué)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20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在計(jì)算中的隨機(jī)算法，以下對于蒙特卡羅方法和拉斯維加斯算法的特點(diǎn)、誤差控制和適用問題的描述，哪一種是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.蒙特卡羅方法通過隨機(jī)抽樣和統(tǒng)計(jì)來求解問題，結(jié)果存在一定的誤差但可以通過增加抽樣次數(shù)來控制；拉斯維加斯算法總是能得到正確的結(jié)果，但運(yùn)行時(shí)間不確定。蒙特卡羅方法適用于數(shù)值計(jì)算和概率問題，拉斯維加斯算法適用于求解存在不確定性但必須得到正確結(jié)果的問題B.蒙特卡羅方法和拉斯維加斯算法沒有區(qū)別，只是名稱不同C.隨機(jī)算法的結(jié)果不可靠，不應(yīng)該在重要的計(jì)算中使用D.蒙特卡羅方法和拉斯維加斯算法只適用于數(shù)學(xué)游戲，在實(shí)際應(yīng)用中沒有用處2、計(jì)算思維在科學(xué)研究中有很多應(yīng)用。以下關(guān)于計(jì)算思維在科學(xué)研究中的應(yīng)用的描述中，錯(cuò)誤的是？（）A.計(jì)算思維可以幫助科學(xué)家更好地理解和分析科學(xué)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律B.計(jì)算思維可以幫助科學(xué)家設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)的效率和準(zhǔn)確性C.計(jì)算思維可以幫助科學(xué)家開發(fā)科學(xué)計(jì)算軟件，進(jìn)行數(shù)值模擬和數(shù)據(jù)分析D.計(jì)算思維只在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)研究中有應(yīng)用，在其他領(lǐng)域的科學(xué)研究中沒有實(shí)際價(jià)值3、在計(jì)算思維中，算法設(shè)計(jì)是重要的環(huán)節(jié)。對于一個(gè)需要找出一組數(shù)中的最大值的問題，以下哪種算法設(shè)計(jì)思路是不合適的（）A.依次比較每個(gè)數(shù)，記錄當(dāng)前最大的數(shù)B.先對數(shù)組進(jìn)行排序，然后取最后一個(gè)數(shù)C.隨機(jī)選擇一個(gè)數(shù)作為最大值，然后與其他數(shù)比較更新D.同時(shí)比較每兩個(gè)數(shù)，較大的數(shù)再與其他數(shù)比較4、計(jì)算思維中的問題分解方法可以將復(fù)雜問題簡化。對于一個(gè)開發(fā)在線購物網(wǎng)站的任務(wù)，以下哪種分解方式不太合理（）A.將網(wǎng)站分為用戶界面、商品管理、訂單處理等模塊B.先完成網(wǎng)站的整體框架，再逐步添加具體功能C.按照開發(fā)人員的技術(shù)專長分配任務(wù)，不考慮功能模塊D.每個(gè)模塊再進(jìn)一步細(xì)分為更小的子任務(wù)5、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能評估中，以下哪個(gè)指標(biāo)主要反映CPU的運(yùn)算速度？（）A.內(nèi)存帶寬B.磁盤I/O速度C.浮點(diǎn)運(yùn)算性能D.網(wǎng)絡(luò)帶寬6、關(guān)于計(jì)算思維中的分治法，以下對于其原理和優(yōu)勢的闡述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.分治法是一種沒有科學(xué)依據(jù)的方法，效果不穩(wěn)定B.分治法的原理是將一個(gè)復(fù)雜的問題分成若干個(gè)規(guī)模較小、相互獨(dú)立且與原問題相同類型的子問題，然后分別求解這些子問題，最后將子問題的解合并得到原問題的解。其優(yōu)勢在于可以降低問題的復(fù)雜度，提高解決問題的效率，并且可以利用遞歸或迭代的方式實(shí)現(xiàn)。分治法適用于許多可以分解和合并的問題，如排序算法中的歸并排序C.分治法只適用于特定類型的問題，通用性不強(qiáng)D.分治法在解決問題時(shí)會(huì)引入更多的復(fù)雜性，不建議使用7、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能優(yōu)化中，如果發(fā)現(xiàn)程序的運(yùn)行速度慢，可能是由于CPU瓶頸、內(nèi)存瓶頸或I/O瓶頸等原因。以下哪種性能分析工具和方法能夠幫助準(zhǔn)確地定位瓶頸所在？（）A.CPU性能監(jiān)測工具，查看CPU使用率B.內(nèi)存分析工具，檢查內(nèi)存泄漏和占用情況C.I/O性能分析工具，監(jiān)測磁盤讀寫速度D.以上工具和方法的綜合運(yùn)用8、在一個(gè)密碼學(xué)應(yīng)用中，比如保護(hù)網(wǎng)絡(luò)通信的安全，需要選擇一種加密算法。以下哪種加密算法可能是最能提供高強(qiáng)度安全性的？（）A.簡單的對稱加密算法，如DESB.非對稱加密算法，如RSA，其安全性基于數(shù)學(xué)難題，具有更高的安全性和靈活性，適用于密鑰交換和數(shù)字簽名等場景，能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)通信提供可靠的安全保障C.不使用加密算法，直接傳輸明文數(shù)據(jù)D.選擇一種已經(jīng)被破解的加密算法9、在計(jì)算思維的框架下，以下哪種軟件開發(fā)方法更注重迭代和用戶反饋？（）A.瀑布模型B.敏捷開發(fā)C.螺旋模型D.原型模型10、在進(jìn)行密碼學(xué)相關(guān)的任務(wù)，比如設(shè)計(jì)一個(gè)安全的加密算法，計(jì)算思維對于確保算法的復(fù)雜性和安全性至關(guān)重要。以下哪種設(shè)計(jì)思路更符合計(jì)算思維？（）A.使用簡單的替換加密方法，容易被破解B.基于復(fù)雜的數(shù)學(xué)難題，如大整數(shù)分解或離散對數(shù)問題，設(shè)計(jì)加密算法C.不考慮安全性，隨意設(shè)計(jì)一個(gè)加密算法D.直接使用公開的加密算法，不進(jìn)行任何改進(jìn)11、計(jì)算思維中的遞歸函數(shù)在處理某些問題時(shí)非常有效。但遞歸函數(shù)可能會(huì)帶來一些問題，以下哪個(gè)不是遞歸函數(shù)可能導(dǎo)致的問題（）A.代碼可讀性差B.函數(shù)調(diào)用開銷大C.可能導(dǎo)致棧溢出D.計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確12、在計(jì)算思維的遞歸（Recursion）概念中，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.遞歸是指一個(gè)函數(shù)在其定義中直接或間接地調(diào)用自身B.遞歸可以將復(fù)雜的問題分解為相同但規(guī)模更小的子問題來解決C.遞歸算法通常比非遞歸算法更簡潔、易懂，但效率可能較低D.所有問題都適合用遞歸的方式來解決，不需要考慮其他算法13、在軟件工程中，軟件測試是保證軟件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。以下哪種測試方法主要用于檢查軟件的功能是否符合需求？（）A.單元測試B.集成測試C.系統(tǒng)測試D.驗(yàn)收測試14、當(dāng)考慮計(jì)算思維中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（DataStructure）時(shí)，以下哪種說法是不正確的？（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以便高效地進(jìn)行訪問、修改和操作B.常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如數(shù)組、鏈表、棧、隊(duì)列等，各有其特點(diǎn)和適用場景C.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對于優(yōu)化程序的性能至關(guān)重要D.一旦確定了使用某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就不能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更改15、在數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘中，Apriori算法的核心思想是？（）A.從頻繁項(xiàng)集生成候選項(xiàng)集B.通過隨機(jī)抽樣發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)規(guī)則C.基于聚類的方法挖掘規(guī)則D.以上都不對16、當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)智能交通系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)收集和分析車輛的位置、速度等信息，以優(yōu)化交通流量和減少擁堵。以下哪種數(shù)據(jù)采集和處理方式是可行的？（）A.依靠人工觀察和記錄數(shù)據(jù)B.使用傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)C.從現(xiàn)有的交通數(shù)據(jù)庫中隨機(jī)抽取數(shù)據(jù)D.不進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，依靠經(jīng)驗(yàn)和直覺進(jìn)行決策17、在進(jìn)行物流配送的優(yōu)化時(shí)，需要考慮貨物的起點(diǎn)和終點(diǎn)、運(yùn)輸工具的容量、路線的選擇以及時(shí)間限制等多個(gè)因素。為了實(shí)現(xiàn)高效、低成本的物流配送，以下哪種計(jì)算思維的策略能夠產(chǎn)生顯著的效果？（）A.路徑規(guī)劃算法B.車輛調(diào)度優(yōu)化C.庫存管理策略D.以上都是18、在計(jì)算思維中，理解算法的正確性和穩(wěn)定性很重要。對于一個(gè)排序算法，如果在排序過程中相同元素的相對順序發(fā)生了改變，那么這個(gè)算法（）A.一定是錯(cuò)誤的B.可能是不穩(wěn)定的C.一定是穩(wěn)定的D.性能一定不好19、在探討計(jì)算思維中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇時(shí)，以下關(guān)于其對程序性能影響的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇對程序的性能有著顯著的影響。不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適用于不同的場景和操作需求。例如，數(shù)組適合隨機(jī)訪問但插入和刪除操作效率較低；鏈表在插入和刪除操作上表現(xiàn)出色但隨機(jī)訪問較慢；棧和隊(duì)列具有特定的進(jìn)出規(guī)則，適用于特定的任務(wù)；樹和圖則能處理更復(fù)雜的關(guān)系。根據(jù)問題的特點(diǎn)選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以大大提高程序的運(yùn)行效率和存儲(chǔ)空間利用率B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇對程序性能的影響不大，程序的性能主要取決于編程語言和編譯器的優(yōu)化C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇非常簡單，只要選擇最常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如數(shù)組）就能滿足大多數(shù)程序的需求D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇只在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)才重要，對于小型程序可以忽略數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇20、假設(shè)要開發(fā)一個(gè)能夠自動(dòng)識別圖像中物體的移動(dòng)軌跡的系統(tǒng)。在圖像處理和特征提取方面，以下哪種方法可能是最為有效的？（）A.直接使用原始圖像像素進(jìn)行分析，計(jì)算量大且效果不佳B.提取圖像的邊緣、輪廓等簡單特征C.利用深度學(xué)習(xí)中的目標(biāo)檢測算法，如YOLO或FasterR-CNN，能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)和提取圖像中物體的高級特征，準(zhǔn)確地識別和跟蹤物體的移動(dòng)軌跡，為相關(guān)應(yīng)用提供高效和準(zhǔn)確的解決方案D.不進(jìn)行任何特征提取，隨機(jī)猜測物體的移動(dòng)軌跡二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）計(jì)算思維中的優(yōu)化問題不僅局限于算法，還包括系統(tǒng)性能優(yōu)化、資源分配優(yōu)化等。請闡述這些優(yōu)化問題的共性和特點(diǎn)，以及解決優(yōu)化問題的一般方法和思路。2、（本題5分）論述計(jì)算思維中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，解釋神經(jīng)元的工作原理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程，舉例說明其在模式識別中的應(yīng)用。3、（本題5分）在計(jì)算思維中，如何設(shè)計(jì)具有容錯(cuò)性和自恢復(fù)能力的系統(tǒng)是關(guān)鍵的考慮因素。請論述容錯(cuò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和方法，例如冗余設(shè)計(jì)、錯(cuò)誤檢測和糾正碼等，并舉例說明在關(guān)鍵系統(tǒng)（如航空航天、醫(yī)療設(shè)備）中的應(yīng)用。4、（本題5分）計(jì)算思維中的問題求解策略包括貪心算法、分治算法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等。請闡述這些策略的基本思想和適用情況，并通過具體問題（如背包問題、矩陣乘法等）說明它們的應(yīng)用和比較。5、（本題5分）論述計(jì)算思維中的“計(jì)算思維在制造業(yè)中的應(yīng)用”，說明在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流程優(yōu)化、質(zhì)量控制等方面如何運(yùn)用計(jì)算思維提高制造企業(yè)的競爭力。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)圖書館的自助借還書系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障，影響讀者的使用體驗(yàn)。請運(yùn)用計(jì)算思維，研究如何通過硬件檢測、軟件優(yōu)化和容錯(cuò)機(jī)制來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。2、（本題5分）某在線游戲的匹配系統(tǒng)無法保證玩家之間的實(shí)力均衡，影響游戲的公平性和趣味性。請從計(jì)算思維的角度思考如何利用評級算法和動(dòng)態(tài)匹配機(jī)制來改善玩家匹配效果。3、（本題5分）對于一個(gè)智能圖書館的座位預(yù)約系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)座位的實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示、預(yù)約管理和違規(guī)處理。請?zhí)接懭绾芜\(yùn)用計(jì)算思維優(yōu)化系統(tǒng)功能。4、（本題5分）某電商平臺(tái)的售后服務(wù)系統(tǒng)在處理退換貨流程和客戶投訴方面效率低下。請從計(jì)算思維出發(fā)，思考如何利用流程自動(dòng)化、數(shù)據(jù)分析和客戶關(guān)系管理策略來提高售后服務(wù)質(zhì)量。5、（本題5分）在一個(gè)在線音樂直播平臺(tái)的打賞分成系統(tǒng)中，要公平計(jì)算主播和平臺(tái)的收益。請?jiān)敱M分析如何運(yùn)用計(jì)算思維和財(cái)務(wù)規(guī)則制定來實(shí)現(xiàn)合理分成。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）深入探討計(jì)算思維中的問題分解策略，解釋如何將復(fù)雜的問題分解為更小、更易于管理的子問題，分析這種分解方式在提高問題解決效率和準(zhǔn)確性方面的