福建師范大學(xué)協(xié)和學(xué)院《計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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3頁福建師范大學(xué)協(xié)和學(xué)院《計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)導(dǎo)論》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2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、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用，在考慮其與傳統(tǒng)現(xiàn)場總線的比較時(shí)，以下哪一項(xiàng)優(yōu)勢是最為突出的？（）A.工業(yè)以太網(wǎng)具有更高的帶寬、更遠(yuǎn)的傳輸距離、更好的兼容性和開放性，能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)自動化系統(tǒng)對大數(shù)據(jù)量、高速通信和互操作性的需求B.工業(yè)以太網(wǎng)的安裝和維護(hù)成本低于傳統(tǒng)現(xiàn)場總線，因?yàn)槠涫褂玫木€纜和連接器更為常見和便宜C.傳統(tǒng)現(xiàn)場總線在實(shí)時(shí)性和確定性方面優(yōu)于工業(yè)以太網(wǎng)，因此在對實(shí)時(shí)性要求極高的場合，工業(yè)以太網(wǎng)不適用D.工業(yè)以太網(wǎng)的安全性不如傳統(tǒng)現(xiàn)場總線，容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊和干擾2、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的故障診斷（FaultDiagnosis）方面，以下描述不正確的是：（）A.故障診斷是指及時(shí)發(fā)現(xiàn)并確定系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障類型和位置B.可以通過硬件自檢測、軟件診斷算法、專家系統(tǒng)等方法進(jìn)行故障診斷C.故障診斷的目的是為了及時(shí)采取措施修復(fù)故障，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行D.只有在系統(tǒng)出現(xiàn)明顯故障癥狀時(shí)才需要進(jìn)行故障診斷，平時(shí)不需要進(jìn)行監(jiān)測3、在計(jì)算機(jī)控制的汽車電子系統(tǒng)中，發(fā)動機(jī)的燃油噴射控制對于提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減少尾氣排放起著重要作用。當(dāng)考慮到不同工況下（如加速、勻速、怠速）的燃油需求時(shí)，以下哪種燃油噴射控制策略更能優(yōu)化發(fā)動機(jī)性能？（）A.基于模型的預(yù)測控制，根據(jù)工況預(yù)測燃油需求B.閉環(huán)反饋控制，根據(jù)氧傳感器反饋調(diào)節(jié)C.開環(huán)定時(shí)控制，按照固定時(shí)間噴射燃油D.隨機(jī)噴射燃油，不考慮工況差異4、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入輸出接口技術(shù)中，以下關(guān)于并行接口和串行接口的比較，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.并行接口一次可以傳輸多個比特的數(shù)據(jù)，傳輸速度快，但需要較多的數(shù)據(jù)線，適用于短距離、高速的數(shù)據(jù)傳輸B.串行接口一次只傳輸一個比特的數(shù)據(jù)，傳輸速度相對較慢，但只需要少數(shù)幾根數(shù)據(jù)線，適用于長距離、低速的數(shù)據(jù)傳輸C.并行接口的線路復(fù)雜，成本高，抗干擾能力差；串行接口的線路簡單，成本低，抗干擾能力強(qiáng)D.在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于串行接口的速度不斷提高，已經(jīng)完全取代了并行接口，不再使用并行接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸5、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的信號處理環(huán)節(jié)，以下關(guān)于數(shù)字濾波技術(shù)的應(yīng)用和效果的說法，哪一個是正確的？（）A.數(shù)字濾波技術(shù)對提高信號質(zhì)量沒有作用，可有可無B.數(shù)字濾波技術(shù)能夠有效地去除信號中的噪聲和干擾，提高信號的準(zhǔn)確性和可靠性。常見的數(shù)字濾波方法如中值濾波、均值濾波、巴特沃斯濾波等，各自適用于不同的信號特點(diǎn)和噪聲環(huán)境C.數(shù)字濾波技術(shù)會引入額外的誤差，不建議使用D.數(shù)字濾波技術(shù)只適用于模擬信號，對數(shù)字信號無效6、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，A/D轉(zhuǎn)換（模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換）是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的關(guān)鍵步驟。關(guān)于A/D轉(zhuǎn)換，以下哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率決定了數(shù)字信號對模擬信號的逼近程度，分辨率越高，精度越高B.采樣定理指出，為了準(zhǔn)確地恢復(fù)原始模擬信號，采樣頻率必須至少是信號最高頻率的兩倍C.A/D轉(zhuǎn)換的速度影響著系統(tǒng)對快速變化信號的響應(yīng)能力，速度越快越好D.A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果是完全精確的，不存在任何量化誤差7、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的智能家居系統(tǒng)中，關(guān)于環(huán)境監(jiān)測和設(shè)備控制的實(shí)現(xiàn)方式，以下哪一種描述是最符合實(shí)際的？（）A.通過部署各種傳感器（如溫度、濕度、光照、煙霧等傳感器）采集環(huán)境數(shù)據(jù)，利用微控制器或嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，然后根據(jù)設(shè)定的規(guī)則或用戶的指令，通過智能插座、繼電器等控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)對家電、照明等的自動控制B.智能家居系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測和設(shè)備控制主要依賴于云服務(wù)器的計(jì)算和決策能力，本地設(shè)備只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和傳輸C.智能家居系統(tǒng)中的設(shè)備控制通常采用集中式控制架構(gòu)，所有設(shè)備的控制信號都由一個中央控制器統(tǒng)一發(fā)送D.為了降低成本和復(fù)雜性，智能家居系統(tǒng)可以忽略環(huán)境監(jiān)測功能，只實(shí)現(xiàn)基本的設(shè)備控制8、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，系統(tǒng)集成是將各個子系統(tǒng)和設(shè)備整合為一個完整的控制系統(tǒng)的過程。這需要解決硬件接口、軟件通信、協(xié)議轉(zhuǎn)換等一系列問題。例如，在一個智能工廠的建設(shè)中，需要將生產(chǎn)設(shè)備、自動化倉儲系統(tǒng)、質(zhì)量檢測系統(tǒng)等進(jìn)行集成。以下關(guān)于系統(tǒng)集成的說法，錯誤的是：（）A.系統(tǒng)集成可以提高整個控制系統(tǒng)的效率和性能B.系統(tǒng)集成過程中需要充分考慮各個子系統(tǒng)的兼容性和互操作性C.系統(tǒng)集成只需要關(guān)注技術(shù)層面的問題，不需要考慮管理和組織因素D.良好的系統(tǒng)集成方案能夠降低系統(tǒng)的維護(hù)成本和復(fù)雜度9、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，如交通信號控制、車輛自動駕駛、智能收費(fèi)等。例如，通過優(yōu)化交通信號控制可以減少擁堵，提高道路通行能力。以下關(guān)于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在智能交通中的描述，正確的是：（）A.智能交通系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)控制完全依賴于傳感器數(shù)據(jù)，不需要人工干預(yù)B.車輛自動駕駛技術(shù)已經(jīng)非常成熟，可以完全取代人類駕駛員C.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)交通資源的合理分配和優(yōu)化利用D.智能交通系統(tǒng)的建設(shè)不需要考慮與現(xiàn)有交通設(shè)施的兼容性10、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性評估中，以下關(guān)于可靠性指標(biāo)和評估方法的描述，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.可靠性指標(biāo)如平均無故障時(shí)間（MTBF）、故障率等用于衡量系統(tǒng)的可靠性，評估方法包括故障樹分析、可靠性框圖等，通過對系統(tǒng)的硬件、軟件和環(huán)境進(jìn)行綜合分析，預(yù)測系統(tǒng)的可靠性水平B.可靠性評估只是理論上的計(jì)算，對實(shí)際系統(tǒng)的可靠性提升沒有幫助C.只要系統(tǒng)在短期內(nèi)沒有出現(xiàn)故障，就可以認(rèn)為其可靠性高，不需要進(jìn)行評估D.可靠性評估方法復(fù)雜且不準(zhǔn)確，沒有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值11、在計(jì)算機(jī)控制的太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，需要對光伏陣列的輸出功率進(jìn)行最大化跟蹤。當(dāng)光照強(qiáng)度和溫度變化時(shí)，以下哪種最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）算法能夠更準(zhǔn)確地找到最大功率點(diǎn)？（）A.擾動觀察法B.電導(dǎo)增量法C.恒壓跟蹤法D.以上都是12、在計(jì)算機(jī)控制的食品加工生產(chǎn)線中，需要對溫度、壓力、濕度等多個參數(shù)進(jìn)行協(xié)同控制。當(dāng)不同參數(shù)之間存在相互影響和耦合關(guān)系時(shí)，以下哪種解耦控制方法能夠有效地實(shí)現(xiàn)各個參數(shù)的獨(dú)立控制？（）A.前饋補(bǔ)償解耦B.反饋補(bǔ)償解耦C.對角矩陣解耦D.以上都是13、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。以下關(guān)于工業(yè)自動化中的計(jì)算機(jī)控制，說法不正確的是（）A.可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量B.能夠?qū)ιa(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和故障診斷，減少停機(jī)時(shí)間和維修成本C.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，沒有進(jìn)一步發(fā)展和創(chuàng)新的空間D.隨著智能制造的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)將與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)深度融合14、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的過程監(jiān)控與報(bào)警功能設(shè)計(jì)中，以下哪種策略能夠及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)異常情況？（）A.只設(shè)置少量的監(jiān)控點(diǎn)和簡單的報(bào)警閾值，不進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析B.合理設(shè)置多個關(guān)鍵監(jiān)控點(diǎn)，采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析算法和智能報(bào)警策略，如基于趨勢分析、統(tǒng)計(jì)分析的報(bào)警，同時(shí)結(jié)合聲光、短信、郵件等多種報(bào)警方式，確保在異常情況發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地通知相關(guān)人員C.監(jiān)控和報(bào)警功能會影響系統(tǒng)性能，盡量少設(shè)置D.報(bào)警信息不需要記錄和存儲，只在當(dāng)時(shí)提示即可15、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的智能控制與傳統(tǒng)控制結(jié)合方面，例如在一個復(fù)雜的工業(yè)過程控制中，以下哪種結(jié)合方式是具有潛力的？（）A.完全分開使用智能控制和傳統(tǒng)控制，無法發(fā)揮優(yōu)勢B.將智能控制用于系統(tǒng)的優(yōu)化和自適應(yīng)調(diào)整，傳統(tǒng)控制用于基礎(chǔ)的穩(wěn)定控制，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，提高系統(tǒng)的整體性能和適應(yīng)性C.不嘗試結(jié)合，只依賴單一控制方式D.隨意結(jié)合，不考慮系統(tǒng)需求二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述根軌跡法的基本原理和應(yīng)用。2、（本題5分）解釋故障特征提取的方法。3、（本題5分）說明計(jì)算機(jī)控制在熱力系統(tǒng)中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面剖析計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的自抗擾控制中的擴(kuò)張狀態(tài)觀測器的參數(shù)整定，討論如何根據(jù)系統(tǒng)特性整定觀測器參數(shù)，提高控制性能。2、（本題5分）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的性能評估指標(biāo)對于衡量系統(tǒng)的優(yōu)劣具有重要意義。請?jiān)敿?xì)闡述常見的性能評估指標(biāo)，如超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差、魯棒性等的定義和計(jì)算方法。分析這些指標(biāo)之間的關(guān)系和相互影響。結(jié)合實(shí)際的控制系統(tǒng)案例，說明如何根據(jù)性能評估指標(biāo)來判斷系統(tǒng)是否滿足設(shè)計(jì)要求，并討論如何通過調(diào)整控制參數(shù)或改進(jìn)控制策略來優(yōu)化系統(tǒng)性能。3、（本題5分）深入探討計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的自適應(yīng)模糊控制中的模糊規(guī)則優(yōu)化方法，分析如何通過優(yōu)化模糊規(guī)則提高控制精度和適應(yīng)性。4、（本題5分）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的性能監(jiān)測與診斷工具對于及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障和性能下降具有重要作用。請全面論述常見的性能監(jiān)測指標(biāo)和診斷方法，如系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間分析、頻譜分析、故障樹分析等。分析性能監(jiān)測與診斷工具的選擇和應(yīng)用。結(jié)合實(shí)際的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，說明如何利用這些工具進(jìn)行系統(tǒng)性能評估和故障診斷，并討論如何根據(jù)監(jiān)測和