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二、 搭建信息系统
第四章　信息系统的搭建实例
信息技术 必修2 信息系统与社会
必备知识练
1. 下列关于信息系统软件开发的说法,正确的是(　　)
A. 软件开发一般包括数据管理设计、服务器端程序、客户端程序几个部分
B. 信息系统中一般不需要为长久存储的数据对象提供数据存储方案
C. C/S结构一般只写客户端程序,无须开发服务器程序
D. B/S结构服务器端程序和客户端程序都要写
【解析】 信息系统中需要为长久存储的数据对象提供数据存储方案,B错误；B/S结构一般只写服务器端程序,无须开发客户端程序,C错误；C/S结构服务器端程序和客户端程序都要写,D错误。
A
2. 下列关于硬件搭建的说法,错. 误. 的是(　　)
A. 服务器为信息系统中的用户提供各种服务,如应用程序的处理和打印服务等
B. 网络设备主要包括交换机、路由器、网卡、双绞线、光缆等
C. 传感设备是信息系统中重要的输入设备,主要负责检测
D. 智能终端的功能不需要依靠传感器来实现
【解析】 智能终端包括输入、处理、存储和输出四个部分,其大部分功能需要依靠各种传感器来实现,D符合题意。
D
3. 若Web服务器代码基于Flask框架编写,在Python语言中将该模块导入的语句是(　　)
A. from * import Flask B. import datetime
C. import sqlite3 D. import Web
【解析】 将Flask框架模块导入的语句是from*import Flask,A正确。
A
4. 如图所示为某信息系统的Web网站框架。
下列关于该系统的说法,正确
的是(　　)
A. 该信息系统采用C/S模式
B. Web服务器的端口是80
C. 返回传感器id为1的数据
D. 该信息系统收集的数据全部存放于传感器中
【解析】 该信息系统采用B/S模式,A错误；Web服务器的端口是8080,B错误；该信息系统收集的数据全部存放于数据库中,D错误。
C
5. 小单设计并搭建了一个智能鱼缸系统。此系统可以对光照时长、水温、水位等数据进行监测与控制。小单设计水位检测功能时,采用水位传感器实现低于预设水位时报警并自动加水,到最高水位时停止加水的功能。系统支持远程访问,如图1所示为该系统结构示意图。
图1
(1)如图2所示为控制与反馈流程,①②③处填空正确的是__________(单选,填字母)。
B
图2
A. 传感器　控制器　执行器 B. 控制器　执行器　传感器
C. 传感器　执行器　控制器　 D. 控制器　传感器　执行器
(2)根据本系统网络应用的软件架构,编写程序时需要编写____________的程序(单选,填字母:A. 服务器端/B. 客户端/C. 服务器端与客户端)。
A
(3)用Flask Web 框架编写网页实现“显示水位”,如图所示为路由和视图函数,访问该网页的URL是______________________________________________________。
app=Flask(_name_)
server=Server(host="172.168.0.1",port=80,threaded=True)
@app.route("/show")
def get():
http://172.168.0.1/show 或 http://172.168.0.1:80/show
(4)鱼缸的正常水位范围是wmin~wmax,用state=0,1,2分别表示水位正常、偏低和偏高,用程序实现根据当前水位wl设置相应的state,符合要求的是____________(多选,填字母)。
A. if wl>wmax:
state=2
elif wlstate=1
else:
state=0
B. if wlstate=1
if wl>wmax:
state=2
else:
state=0　 　　
C. state=0
if wlstate=1
if wl>wmax:
state=2　　 　　
D. if wlstate=1
else:
if wl>wmax:
　　state=2
else:
　　state=0
ACD
(5)系统运行一段时间后,有一次发现水位到达 wmin 值时,系统没有报警与自动加水。经检查发现Web服务器能访问数据库,Wi－Fi也正常,原因可能是______________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (回答两项)。
①水位传感器不能检测水
位高低(水位传感器故障)；②执行器故障,自动加水设备不受控制；③智能终端损坏,数据不能正常处理与反馈；④物联网IoT模块损坏,数据不能正常传输或其他合理答案
【解析】 本题考查信息系统搭建综合知识。(1)现实世界的数据通过传感器传入信息系统中,通过控制器对执行器发出相关指令,作用于受控对象；①为控制器、②为执行器、③为传感器,B正确。(2)由图1可知,该系统通过互联网让浏览器与服务器连接,采用的是B/S架构,仅需开发服务器端程序,A正确。(3)由程序代码可知,服务器的IP地址为:172.168.0.1,端口号为80,路由为:/show,故该网页的URL为:http://172.168.0.1:80/show,由于80端口是http默认端口号,可以忽略不写。(4)本题考查分支语句的使用,根据题干,水位wl>wmax 时,state的值应为2；wlwmax和wl<=wmax两个范围,A、C、D均正确。(5)系统能正常运行,检查Web服务器能访问数据库,Wi－Fi也正常；只能从传感器、执行器去考虑。①水位传感器不能检测水位高低(水位传感器故障)。②执行器故障,自动加水设备不受控制。③智能终端损坏,数据不能正常处理与反馈。④物联网IoT模块损坏,数据不能正常传输或其他合理答案。
6. 小明为家庭小菜园搭建了环境温湿度监测系统,如图所示为该系统的结构示意图。Web服务器端程序采用Flask Web框架开发。传感器采集的数据由智能终端经IoT模块发送到Web服务器,执行器用于实现温湿度的控制。据此,回答下列问题:
(1)下列选项标注了上图中虚线框内的智能终端与传感器、执行器之间的数据传输关系,其中合理的是____________(单选,填字母)。
A
A.　
B.
C.
(2)该系统网络应用软件的实现架构是____________(单选,填字母)。
A. B/S架构 B. C/S架构
(3)若传感器的编号id为1,湿度值h为60,提交数据到Web服务器的URL为
http://192.168.1.6:5000/toserv h＝60&id＝1,则服务器端应用实例APP中与该URL关联
的路由设置语句是@app.route("____________")。
A
/toserv
(4)菜园里的蔬菜适宜生长的气温范围是tmin~tmax。现要求当气温t正常、偏低、偏高
时,将sta的值对应设为0、1、2。下列 Python程序段中符合要求的有____________(多选,填字母)。
A. if t< tmin:
sta = 1
if t>tmax:
sta = 2
else:
sta = 0　
B. if t< tmin:
sta = 1
elif t>tmax:
sta = 2
else:
sta =0
C. sta = 0
if t< tmin:
sta = 1
else:
sta = 2
D. sta = 0
if t< tmin:
sta = 1
if t>tmax:
sta = 2　
BD
(5)小明设定采集并上传数据的时间间隔为1分钟。他用浏览器查看温湿度页面,页面动
态显示最新的温度、湿度及采集时间。系统正常工作一段时间后,他发现该页面不再
变化,刷新后仍不变。结合图,简要说明系统中可能造成上述问题的原因：___________
______________________________________________________________。(本系统中,传感器损坏、传感器和智能终端连接异常,不会造成上述问题,回答两项)
【解析】 (1)智能终端通过传感器获取数据,控制器经过处理后,再通过执行器对外部进行控制,A正确。(2)数据的传输集中于Web服务器端,故需采用B/S架构。(3)由“http://192.168.1.6∶5000/toserv h=60&id=1”可知,路由为“/toserv”。(4)当t在[tmin,tmax]之间时返回0,小于min返回1,大于tmax返回2,A项由两个分支构成,一个分支结束后,还需执行第二个分支,程序段返值只能是2或者是0,1无法取到；C项的返回值只能是1或者2,0无法取到；B、D正确。(5)略。
①连接物联
网模块与Web服务器的无线路由器无法正常工作；②物联网模块损坏
关键能力练
7. 小华要搭建书房环境监控系统,该系统能实现监测书房的温度和湿度,当出现异常时发出警报。用户通过浏览器查看实时监测结果和历史数据。小华已选择的硬件有智能终端、温湿度传感器、执行器(如蜂鸣器)、服务器等,服务器通过无线网络连接智能终端,智能终端连接传感器和执行器,据此,回答下列问题:
(1)该系统中,智能终端与服务器之间的数据传输____________(单选,填字母)。
A. 只能由智能终端到服务器端
B. 只能由服务器端到智能终端
C. 既可以由智能终端到服务器端,也可以由服务器端到智能终端
(2)下列功能需要在智能终端程序中实现的是____________(单选,填字母)。
A. 采集温湿度传感器上的数据 　　　　　　
B. 处理浏览器访问请求
C
A
(3)小华基于Falsk Web框架编写服务器端的程序,部分代码如下。编写完成后,若要通过
浏览器获取视图函数index()返回的页面,则应访问的URL是
http://___________________________________________。
# 导入Falsk框架模块及其他相关模块,代码略
app = Flask(_name_)
@app.route("/")
def index():
　　# 从数据库读取温度和湿度数据,并返回页面,代码略
# 服务器其他功能,代码略
if _name_ == "_main_":
　　app.run(host = "192.168.1.108", port = 5000)
(4)请通过增加传感器和执行器对该系统功能进行一项扩展,写出增加的传感器和执行器
的名称及实现的功能___________________________________________________________。
192.168.1.108:5000/或192.168.1.108:5000
增加气体传感器、LED指示灯,采集房间空气质量数据,并提示异常
【解析】 本题考查基于Flask Web框架和智能硬件的信息系统搭建。(1)智能终端通过GET请求将传感器采集的环境温度发送到Web服务器,服务器则将数据传输状态返回给智能终端,若数据传输错误,需要在智能终端显示相关错误信息,供设计者观察并修正该错误,因此智能终端与服务器之间的数据传输是双向的。C正确。(2)智能终端负责传感器与执行器的操作处理,而浏览器的请求响应则由服务器负责,A正确。(3)完善URL。代码中,视图函数index与路由“/”绑定,因此要调用index函数则需要访问该路由,完整的URL由协议＋IP＋端口＋路由组成,必要时可以设置GET的参数。本题中,服务器运行在指定的IP和端口上,因此答案是http://192.168.1.108:5000/。地址末尾代表根路由的/可省略。(4)要求对信息系统增加拓展功能。既然是室内环境检测,可以从温湿度、空气质量、光线强度等不同角度思考,如增加光线传感器,发光二极管,当室内光线强度过低时开启发光二极管等执行器。
8.某国际牧场为提高养殖效率和猪的健康水平,引进了“智慧养殖系统”。该系统借助5G技术,实现了养殖环境的远程监控和预警功能,它通过智能终端获取传感器数据并利用无线通信的方式将数据传输至服务器,管理人员可以通过APP或浏览器实时查看养殖区域内的环境参数和猪的健康情况,也可查看每头猪的生长过程等历史数据。若发现异常情况,系统会立即通过智能终端控制执行器发出预警,以便管理人员及时采取措施进行处理。据此,回答下列问题:
(1)在设计该系统的前期准备中,需对所需费用和效益进行评估,这一过程属于_________ (单选,填字母)。
A. 需求设计
B. 可行性分析
C. 概要设计
B
(2)下列关于该系统的说法,错. 误. 的是____________(多选, 填字母)。
A. 传感器是该系统的输入设备
B. 5G 技术指的是网络的传输速率约为5Gbit/s
C. 该系统网络中断时,会影响系统的正常运行
D. 该系统的环境数据均存储在智能终端中
(3)该养殖中心采用“智能体检设备”采集每头猪每日的体温、体重等信息并上传至服务器,为使“智能体检设备”能自动识别出猪的编号,请提出一种可行的解决方案。________________________________。
BD
为每一头猪植入电子标签
(4)受季节、天气、游客数量等诸多因素的影响,该养殖中心超市每日销售火腿、酥饼、肉酱、肉包等猪肉深加工产品的数量存在较大差异。因此类产品的保质期较短,为了减少滞销带来的损失,超市店长小明想以2023年的销售情况为依据来考虑每月的进货数量。他对2023年每日的销售数据进行了统计,如表所示为部分数据。现统计2023年各商品在每月的销售情况,并分别绘制如图所示的以“即食火腿丝”为例的销售情况示意图。(流水号释义:2023为年份；0101为日期；0001为当日单号)
实现上述功能的部分Python程序如下,在画线处填入正确的代码。
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
df=pd.read_excel("销售表格.xlsx" )
df["月份"]=""　　　#增加月份列
for i in range(len(df)):
　　df.at[i,"月份"]=df.at[i,"流水号"]//1000000%100
pm=["即食火腿丝","爆汁全肉烤肠","两头乌爆汁鲜肉包","爆下饭XO肉酱","两头乌土香肠"]
for i in pm:
　　df1= ①______________________________________
　　df2=df1.groupby("月份",as_index=False).数量.sum()
　　plt.bar(②______________________________)　　　#绘制柱形图
#设置绘图参数,代码略
df["品名"]==i
df2["月份"],df2["数量"]
【解析】 本题考查信息系统搭建与pandas数据处理分析。(1)在信息系统搭建的前期准备中,对费用与效益的评估属于可行性分析中的经济方面的分析,B正确。(2)5G技术指的是第5代移动通信技术,而非传输的速率,B符合题意；智能终端存储空间有限,同时为了更好地数据共享,一般将数据存放在数据库内,D符合题意。(3)要实现识别每一头猪的功能,需要先对每一头猪进行编码,编码后可以尝试以下方法之一:① 制作RFID或NFC芯片,对每一头猪进行皮下植入,通过RFID技术快速识别；② 利用预训练的大模型,导入每一头猪的脸部图像数据,实现“猪脸识别”。(4)列表pm存储了所有商品的名称,题目要求对每一类商品统计每月销量,则第①题需要筛选商品名称为i的所有数据(for i in pm,此时i即为商品名称),因此答案为df["品名"] ＝＝ i。第②题绘制柱形图,需要分别设置x、y轴参数。df2对筛选后的数据df1进行分组统计,参数as_index＝False设置表明可以使用df2.月份访问月份数据,因此答案为:df2["月份"],df2["数量"]。
9. 小翌的叔叔开了一家书店,为了摆脱藏书受潮的困扰,他请小翌帮忙设计一个简易的室内除湿信息系统。
(1)小翌从叔叔那里了解到该系统要实现的功能如下:在书店的不同区域放置湿度传感器和除湿器,客户端通过浏览器访问Web服务器可查看不同区域的实时或历史湿度值；各
个除湿器既可远程手动控制,又可根据设定的阈值由系统自动控制。小翌了解上述情况
的过程属于搭建信息系统前期准备中的____________(单选,填字母)。
A. 需求分析 B. 可行性分析
(2)分析该系统要实现的功能,小翌选用____________(单选,填字母)开发系统更合适。
A. B/S模式 B. C/S模式
A
A
(3)小翌根据叔叔所提的要求,同时考虑使用和搭建方便且尽量减少成本开支,下列对硬件搭建的设想中,合理的是____________(多选,填字母)。
A. 一个传感器必须配备一个专门的执行器
B. 示警用的LED指示灯与传感器可以连接在不同的智能终端
C. 购买高性能的专用服务器来做该信息系统的Web服务器
D. 智能终端通过IoT模块以无线通信方式连接Web服务器
(4)在有些时间段内,室内的湿度数据不会有很明显的变化,太多相同的数据会造成数据冗余,从而浪费数据的存储空间,请你给出一种解决方案。
【答案】 根据服务器的承受能力,计算合适的采集数据的时间间隔或者程序设计时,当数据相同时不进行记录,沿用上次的数据,以减少对空间的浪费或其他合理答案。
BD
【解析】 本题考查信息系统组成及其搭建和数据分析处理。(1)根据题意描述,了解系统的各项功能,属于需求分析中的功能需求,A正确。(2)由第(1)题中对功能的分析,可以通过web客户端访问服务器并控制除湿器可知,本系统采用B/S架构,A正确。(3)采用传感器与执行器1:1配置,这样做可以对环境湿度实施更精准的调控,然而这样做并不经济；出于成本考虑,可以在一个区域内设置多个传感器和1个除湿器,在应用软件端可以设置该区域内的满足若干个传感器输值到达阈值后开启或关闭除湿器；采购高性能服务器,本系统产生和存储的数据量较小,无须高性能服务器。(4)注意本题中的描述:“有些时段”“数据没有明显变化”。因此可以采取以下方法:①在特定时段增大数据采集的时间间隔,例如一般时段每秒上传1次数据,改为在特定时段每分钟上传一次数据。②智能终端记录第一条上传的数据,在以后的每一次上传数据前,比较当前数据与上一次上传的数据的差异,只有在差异超过一定的阈值时才正式上传。
　　小明通过相关资讯了解到2022年世界杯在气候炎热的卡塔尔举办,为了让运动员有更舒适的比赛环境,卡塔尔在球场上使用了定向降温技术。通过温度传感器识别球场内的温度情况,对温度进行合理调节,保证球场温度维持在18 ℃~24 ℃。
小明用Flask Web框架开发了一个定向降温系统的简易模型,智能终端通过传感器获取温度数据,如图所示为温度系统结构。据此,回答第10~11小题。
10. 上述结构中,属于硬件设备的是(　　)
①浏览器　②笔记本电脑　③数据库　④无线网络　⑤传感器　⑥智能终端　⑦服务器
A. ①③④⑤⑦ B. ②③⑤⑥
C. ②⑤⑥⑦ D.②③④⑤⑥
【解析】 本题考查信息系统硬件知识。系统中看得见、摸得着的设备属于硬件,包括计算机硬件、移动终端硬件和通信网络设备,C正确。
C
11. 下列关于该信息系统说法,错. 误. 的是(　　)
A. 该信息系统采用了C/S模式架构,不需要安装客户端软件就能使用
B. 传感器的作用是采集数据,属于输入设备
C. 智能终端通过无线网络把数据传输到服务器,支持多个用户同时访问
D. 系统中主要用到温度传感器,通过温度传感器实现了由模拟信号到数字信号的转换
【解析】 本题考查信息系统相关知识。客户端/服务器架构(C/S架构)；浏览器/服务器架构(B/S架构)。由于不需要专门的客户端程序,因此B/S架构的可维护性比C/S架构高,升级和维护都较方便。A符合题意。
A二、 搭建信息系统
1. 下列关于信息系统软件开发的说法,正确的是(　A　)
A. 软件开发一般包括数据管理设计、服务器端程序、客户端程序几个部分
B. 信息系统中一般不需要为长久存储的数据对象提供数据存储方案
C. C/S结构一般只写客户端程序,无须开发服务器程序
D. B/S结构服务器端程序和客户端程序都要写
【解析】 信息系统中需要为长久存储的数据对象提供数据存储方案,B错误;B/S结构一般只写服务器端程序,无须开发客户端程序,C错误;C/S结构服务器端程序和客户端程序都要写,D错误。
2. 下列关于硬件搭建的说法,错误的是(　D　)
A. 服务器为信息系统中的用户提供各种服务,如应用程序的处理和打印服务等
B. 网络设备主要包括交换机、路由器、网卡、双绞线、光缆等
C. 传感设备是信息系统中重要的输入设备,主要负责检测
D. 智能终端的功能不需要依靠传感器来实现
【解析】 智能终端包括输入、处理、存储和输出四个部分,其大部分功能需要依靠各种传感器来实现,D符合题意。
3. 若Web服务器代码基于Flask框架编写,在Python语言中将该模块导入的语句是(　A　)
A. from * import Flask B. import datetime
C. import sqlite3 D. import Web
【解析】 将Flask框架模块导入的语句是from*import Flask,A正确。
4. 如图所示为某信息系统的Web网站框架。
下列关于该系统的说法,正确的是(　C　)
A. 该信息系统采用C/S模式
B. Web服务器的端口是80
C. 返回传感器id为1的数据
D. 该信息系统收集的数据全部存放于传感器中
【解析】 该信息系统采用B/S模式,A错误;Web服务器的端口是8080,B错误;该信息系统收集的数据全部存放于数据库中,D错误。
5. 小单设计并搭建了一个智能鱼缸系统。此系统可以对光照时长、水温、水位等数据进行监测与控制。小单设计水位检测功能时,采用水位传感器实现低于预设水位时报警并自动加水,到最高水位时停止加水的功能。系统支持远程访问,如图1所示为该系统结构示意图。
图1
(1)如图2所示为控制与反馈流程,①②③处填空正确的是　B　(单选,填字母)。
图2
A. 传感器　控制器　执行器 B. 控制器　执行器　传感器
C. 传感器　执行器　控制器　 D. 控制器　传感器　执行器
(2)根据本系统网络应用的软件架构,编写程序时需要编写　A　的程序(单选,填字母:A. 服务器端/B. 客户端/C. 服务器端与客户端)。
(3)用Flask Web 框架编写网页实现“显示水位”,如图所示为路由和视图函数,访问该网页的URL是　http://172.168.0.1/show 或 http://172.168.0.1:80/show　。
app=Flask(_name_)
server=Server(host="172.168.0.1",port=80,threaded=True)
@app.route("/show")
def get():
(4)鱼缸的正常水位范围是wmin~wmax,用state=0,1,2分别表示水位正常、偏低和偏高,用程序实现根据当前水位wl设置相应的state,符合要求的是　ACD　(多选,填字母)。
A. if wl>wmax:
state=2
elif wlstate=1
else:
state=0
B. if wlstate=1
if wl>wmax:
state=2
else:
state=0　 　　
C. state=0
if wlstate=1
if wl>wmax:
state=2　　 　　
D. if wlstate=1
else:
if wl>wmax:
　　state=2
else:
　　state=0
(5)系统运行一段时间后,有一次发现水位到达 wmin 值时,系统没有报警与自动加水。经检查发现Web服务器能访问数据库,Wi－Fi也正常,原因可能是　①水位传感器不能检测水位高低(水位传感器故障);②执行器故障,自动加水设备不受控制;③智能终端损坏,数据不能正常处理与反馈;④物联网IoT模块损坏,数据不能正常传输或其他合理答案　(回答两项)。
【解析】 本题考查信息系统搭建综合知识。(1)现实世界的数据通过传感器传入信息系统中,通过控制器对执行器发出相关指令,作用于受控对象;①为控制器、②为执行器、③为传感器,B正确。(2)由图1可知,该系统通过互联网让浏览器与服务器连接,采用的是B/S架构,仅需开发服务器端程序,A正确。(3)由程序代码可知,服务器的IP地址为:172.168.0.1,端口号为80,路由为:/show,故该网页的URL为:http://172.168.0.1:80/show,由于80端口是http默认端口号,可以忽略不写。(4)本题考查分支语句的使用,根据题干,水位wl>wmax 时,state的值应为2;wlwmax和wl<=wmax两个范围,A、C、D均正确。(5)系统能正常运行,检查Web服务器能访问数据库,Wi－Fi也正常;只能从传感器、执行器去考虑。①水位传感器不能检测水位高低(水位传感器故障)。②执行器故障,自动加水设备不受控制。③智能终端损坏,数据不能正常处理与反馈。④物联网IoT模块损坏,数据不能正常传输或其他合理答案。
6. 小明为家庭小菜园搭建了环境温湿度监测系统,如图所示为该系统的结构示意图。Web服务器端程序采用Flask Web框架开发。传感器采集的数据由智能终端经IoT模块发送到Web服务器,执行器用于实现温湿度的控制。据此,回答下列问题:
(1)下列选项标注了上图中虚线框内的智能终端与传感器、执行器之间的数据传输关系,其中合理的是　A　(单选,填字母)。
A.　　
B.　　
C.　
(2)该系统网络应用软件的实现架构是　A　(单选,填字母)。
A. B/S架构 B. C/S架构
(3)若传感器的编号id为1,湿度值h为60,提交数据到Web服务器的URL为http://192.168.1.6:5000/toserv h＝60&id＝1,则服务器端应用实例APP中与该URL关联的路由设置语句是@app.route("　/toserv　")。
(4)菜园里的蔬菜适宜生长的气温范围是tmin~tmax。现要求当气温t正常、偏低、偏高时,将sta的值对应设为0、1、2。下列 Python程序段中符合要求的有BD　(多选,填字母)。
A. if t< tmin:
sta = 1
if t>tmax:
sta = 2
else:
sta = 0　
B. if t< tmin:
sta = 1
elif t>tmax:
sta = 2
else:
sta =0　
C. sta = 0
if t< tmin:
sta = 1
else:
sta = 2
D. sta = 0
if t< tmin:
sta = 1
if t>tmax:
sta = 2　
(5)小明设定采集并上传数据的时间间隔为1分钟。他用浏览器查看温湿度页面,页面动态显示最新的温度、湿度及采集时间。系统正常工作一段时间后,他发现该页面不再变化,刷新后仍不变。结合图,简要说明系统中可能造成上述问题的原因：　①连接物联网模块与Web服务器的无线路由器无法正常工作;②物联网模块损坏　。(本系统中,传感器损坏、传感器和智能终端连接异常,不会造成上述问题,回答两项)
【解析】 (1)智能终端通过传感器获取数据,控制器经过处理后,再通过执行器对外部进行控制,A正确。(2)数据的传输集中于Web服务器端,故需采用B/S架构。(3)由“http://192.168.1.6∶5000/toserv h=60&id=1”可知,路由为“/toserv”。(4)当t在[tmin,tmax]之间时返回0,小于min返回1,大于tmax返回2,A项由两个分支构成,一个分支结束后,还需执行第二个分支,程序段返值只能是2或者是0,1无法取到;C项的返回值只能是1或者2,0无法取到;B、D正确。(5)略。
7. 小华要搭建书房环境监控系统,该系统能实现监测书房的温度和湿度,当出现异常时发出警报。用户通过浏览器查看实时监测结果和历史数据。小华已选择的硬件有智能终端、温湿度传感器、执行器(如蜂鸣器)、服务器等,服务器通过无线网络连接智能终端,智能终端连接传感器和执行器,据此,回答下列问题:
(1)该系统中,智能终端与服务器之间的数据传输　C　(单选,填字母)。
A. 只能由智能终端到服务器端
B. 只能由服务器端到智能终端
C. 既可以由智能终端到服务器端,也可以由服务器端到智能终端
(2)下列功能需要在智能终端程序中实现的是　A　(单选,填字母)。
A. 采集温湿度传感器上的数据 　　　　　　B. 处理浏览器访问请求
(3)小华基于Falsk Web框架编写服务器端的程序,部分代码如下。编写完成后,若要通过浏览器获取视图函数index()返回的页面,则应访问的URL是http://192.168.1.108:5000/或192.168.1.108:5000　。
# 导入Falsk框架模块及其他相关模块,代码略
app = Flask(_name_)
@app.route("/")
def index():
　　# 从数据库读取温度和湿度数据,并返回页面,代码略
# 服务器其他功能,代码略
if _name_ == "_main_":
　　app.run(host = "192.168.1.108", port = 5000)
(4)请通过增加传感器和执行器对该系统功能进行一项扩展,写出增加的传感器和执行器的名称及实现的功能　增加气体传感器、LED指示灯,采集房间空气质量数据,并提示异常　。
【解析】 本题考查基于Flask Web框架和智能硬件的信息系统搭建。(1)智能终端通过GET请求将传感器采集的环境温度发送到Web服务器,服务器则将数据传输状态返回给智能终端,若数据传输错误,需要在智能终端显示相关错误信息,供设计者观察并修正该错误,因此智能终端与服务器之间的数据传输是双向的。C正确。(2)智能终端负责传感器与执行器的操作处理,而浏览器的请求响应则由服务器负责,A正确。(3)完善URL。代码中,视图函数index与路由“/”绑定,因此要调用index函数则需要访问该路由,完整的URL由协议＋IP＋端口＋路由组成,必要时可以设置GET的参数。本题中,服务器运行在指定的IP和端口上,因此答案是http://192.168.1.108:5000/。地址末尾代表根路由的/可省略。(4)要求对信息系统增加拓展功能。既然是室内环境检测,可以从温湿度、空气质量、光线强度等不同角度思考,如增加光线传感器,发光二极管,当室内光线强度过低时开启发光二极管等执行器。
8. 某国际牧场为提高养殖效率和猪的健康水平,引进了“智慧养殖系统”。该系统借助5G技术,实现了养殖环境的远程监控和预警功能,它通过智能终端获取传感器数据并利用无线通信的方式将数据传输至服务器,管理人员可以通过APP或浏览器实时查看养殖区域内的环境参数和猪的健康情况,也可查看每头猪的生长过程等历史数据。若发现异常情况,系统会立即通过智能终端控制执行器发出预警,以便管理人员及时采取措施进行处理。据此,回答下列问题:
(1)在设计该系统的前期准备中,需对所需费用和效益进行评估,这一过程属于B　(单选,填字母)。
A. 需求设计 B. 可行性分析 C. 概要设计
(2)下列关于该系统的说法,错误的是　BD　(多选, 填字母)。
A. 传感器是该系统的输入设备
B. 5G 技术指的是网络的传输速率约为5Gbit/s
C. 该系统网络中断时,会影响系统的正常运行
D. 该系统的环境数据均存储在智能终端中
(3)该养殖中心采用“智能体检设备”采集每头猪每日的体温、体重等信息并上传至服务器,为使“智能体检设备”能自动识别出猪的编号,请提出一种可行的解决方案。　为每一头猪植入电子标签　。
(4)受季节、天气、游客数量等诸多因素的影响,该养殖中心超市每日销售火腿、酥饼、肉酱、肉包等猪肉深加工产品的数量存在较大差异。因此类产品的保质期较短,为了减少滞销带来的损失,超市店长小明想以2023年的销售情况为依据来考虑每月的进货数量。他对2023年每日的销售数据进行了统计,如表所示为部分数据。现统计2023年各商品在每月的销售情况,并分别绘制如图所示的以“即食火腿丝”为例的销售情况示意图。(流水号释义:2023为年份;0101为日期;0001为当日单号)
实现上述功能的部分Python程序如下,在画线处填入正确的代码。
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
df=pd.read_excel("销售表格.xlsx" )
df["月份"]=""　　　#增加月份列
for i in range(len(df)):
　　df.at[i,"月份"]=df.at[i,"流水号"]//1000000%100
pm=["即食火腿丝","爆汁全肉烤肠","两头乌爆汁鲜肉包","爆下饭XO肉酱","两头乌土香肠"]
for i in pm:
　　df1= ①df["品名"]==i
　　df2=df1.groupby("月份",as_index=False).数量.sum()
　　plt.bar(②df2["月份"],df2["数量"])　　　#绘制柱形图
#设置绘图参数,代码略
【解析】 本题考查信息系统搭建与pandas数据处理分析。(1)在信息系统搭建的前期准备中,对费用与效益的评估属于可行性分析中的经济方面的分析,B正确。(2)5G技术指的是第5代移动通信技术,而非传输的速率,B符合题意;智能终端存储空间有限,同时为了更好地数据共享,一般将数据存放在数据库内,D符合题意。(3)要实现识别每一头猪的功能,需要先对每一头猪进行编码,编码后可以尝试以下方法之一:① 制作RFID或NFC芯片,对每一头猪进行皮下植入,通过RFID技术快速识别;② 利用预训练的大模型,导入每一头猪的脸部图像数据,实现“猪脸识别”。(4)列表pm存储了所有商品的名称,题目要求对每一类商品统计每月销量,则第①题需要筛选商品名称为i的所有数据(for i in pm,此时i即为商品名称),因此答案为df["品名"] ＝＝ i。第②题绘制柱形图,需要分别设置x、y轴参数。df2对筛选后的数据df1进行分组统计,参数as_index＝False设置表明可以使用df2.月份访问月份数据,因此答案为:df2["月份"],df2["数量"]。
9. 小翌的叔叔开了一家书店,为了摆脱藏书受潮的困扰,他请小翌帮忙设计一个简易的室内除湿信息系统。
(1)小翌从叔叔那里了解到该系统要实现的功能如下:在书店的不同区域放置湿度传感器和除湿器,客户端通过浏览器访问Web服务器可查看不同区域的实时或历史湿度值;各个除湿器既可远程手工动控制,又可根据设定的阈值由系统自动控制。小翌了解上述情况的过程属于搭建信息系统前期准备中的　A　(单选,填字母)。
A. 需求分析 B. 可行性分析
(2)分析该系统要实现的功能,小翌选用　A　(单选,填字母)开发系统更合适。
A. B/S模式 B. C/S模式
(3)小翌根据叔叔所提的要求,同时考虑使用和搭建方便且尽量减少成本开支,下列对硬件搭建的设想中,合理的是　BD　(多选,填字母)。
A. 一个传感器必须配备一个专门的执行器
B. 示警用的LED指示灯与传感器可以连接在不同的智能终端
C. 购买高性能的专用服务器来做该信息系统的Web服务器
D. 智能终端通过IoT模块以无线通信方式连接Web服务器
(4)在有些时间段内,室内的湿度数据不会有很明显的变化,太多相同的数据会造成数据冗余,从而浪费数据的存储空间,请你给出一种解决方案。
【答案】 根据服务器的承受能力,计算合适的采集数据的时间间隔或者程序设计时,当数据相同时不进行记录,沿用上次的数据,以减少对空间的浪费或其他合理答案。
【解析】 本题考查信息系统组成及其搭建和数据分析处理。(1)根据题意描述,了解系统的各项功能,属于需求分析中的功能需求,A正确。(2)由第(1)题中对功能的分析,可以通过web客户端访问服务器并控制除湿器可知,本系统采用B/S架构,A正确。(3)采用传感器与执行器1:1配置,这样做可以对环境湿度实施更精准的调控,然而这样做并不经济;出于成本考虑,可以在一个区域内设置多个传感器和1个除湿器,在应用软件端可以设置该区域内的满足若干个传感器输值到达阈值后开启或关闭除湿器;采购高性能服务器,本系统产生和存储的数据量较小,无须高性能服务器。(4)注意本题中的描述:“有些时段”“数据没有明显变化”。因此可以采取以下方法:①在特定时段增大数据采集的时间间隔,例如一般时段每秒上传1次数据,改为在特定时段每分钟上传一次数据。②智能终端记录第一条上传的数据,在以后的每一次上传数据前,比较当前数据与上一次上传的数据的差异,只有在差异超过一定的阈值时才正式上传。
　　小明通过相关资讯了解到2022年世界杯在气候炎热的卡塔尔举办,为了让运动员有更舒适的比赛环境,卡塔尔在球场上使用了定向降温技术。通过温度传感器识别球场内的温度情况,对温度进行合理调节,保证球场温度维持在18 ℃~24 ℃。
小明用Flask Web框架开发了一个定向降温系统的简易模型,智能终端通过传感器获取温度数据,如图所示为温度系统结构。据此,回答第10~11小题。
10. 上述结构中,属于硬件设备的是(　C　)
①浏览器　②笔记本电脑　③数据库　④无线网络　⑤传感器　⑥智能终端　⑦服务器
A. ①③④⑤⑦ B. ②③⑤⑥
C. ②⑤⑥⑦ D.②③④⑤⑥
【解析】 本题考查信息系统硬件知识。系统中看得见、摸得着的设备属于硬件,包括计算机硬件、移动终端硬件和通信网络设备,C正确。
11. 下列关于该信息系统说法,错误的是(　A　)
A. 该信息系统采用了C/S模式架构,不需要安装客户端软件就能使用
B. 传感器的作用是采集数据,属于输入设备
C. 智能终端通过无线网络把数据传输到服务器,支持多个用户同时访问
D. 系统中主要用到温度传感器,通过温度传感器实现了由模拟信号到数字信号的转换
【解析】 本题考查信息系统相关知识。客户端/服务器架构(C/S架构);浏览器/服务器架构(B/S架构)。由于不需要专门的客户端程序,因此B/S架构的可维护性比C/S架构高,升级和维护都较方便。A符合题意。

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