4.2 搭建信息系统（分层作业）信息技术浙教版2019必修2

4.2搭建信息系统（分层作业） 【基础达标】 1. 信息系统的程序编写中涉及服务器端程序、客户端程序和智能终端程序编写等，下列信息系统的开发过程中只需要编写服务器端程序的是 （　　） A.火绒杀毒软件 B.网易门户网站 C.去哪儿网 App D.室内环境实时监测系统 2.某 B/S 架构的信息系统通过 micro:bit 开发板收集自带的传感器数据并传送到 Web 服务器，使用数据库存储每日温度数据。则搭建该系统服务器时，下列软件中无须安装的是 （　　） A.数据库管理系统 B.传感器驱动程序 C.操作系统 D.网卡驱动程序 3. 有很多智能终端都会连接一块扩展板，例如 micro:bit 开发板也可以连接扩展板。下列关于扩展板作用的说法，正确的是 （　　） A.增加主板与传感器连接的便捷性 B.连接扩展板后，采集数据速度变快 C.开发板不连接扩展板无法正常使用 D.连接扩展板后，会使主板运行速度明显变慢 4. 使用 Python 连接某个 SQLite 数据库，若该数据库不存在，则 （　　） A.程序报错 B.系统会自动创建该数据库 C.程序不报错，只是无法进行数据库操作 D.在程序结束后该数据库也随即消失 5. 编写“图书借阅管理系统”的服务器端程序，若要读取 user 数据表中 number 字段值为 1 的所有记录，其中 number 字段的数据类型为字符型，下列执行的命令语句恰当的是 （　　） A.SELECT all FROM user WHERE number=1 B.SELECT all FROM user WHERE number="1" C.SELECT * FROM user WHERE number=1 D.SELECT * FROM user WHERE number="1" 6. 执行下列数据库操作代码。 sql="select id from user where name is NOT NULL" cur.execute(sql) if many: result=cur.fetchall() print("多条",result) else: result=cur.fetchone() print("单条",result) 下列说法正确的是 （　　） A.select 是数据库插入记录语句 B.当前代码的功能是显示 name 不为空的所有记录内容 C.程序中只能使用名为 sql 的变量名，保存 SQL 查询语句 D.当前代码的功能是显示 name 不为空的所有 id 字段值 【巩固提升】 7. 小明想在“室内环境监测系统”中加入一个喷淋系统新功能，当烟雾超过预警值时，喷淋系统会进行灭火，同时将火情信息反馈给用户，下列几种信息反馈方式最全面且合理的是 （　　） A.服务器将数据使用电子邮件发送给用户，同时打开喷淋系统 B.服务器向设定用户发送手机短信，同时打开喷淋系统 C.智能终端打开喷淋系统，同时蜂鸣器报警，服务器向设定用户 发送短信 D.智能终端利用扬声器发出预警声音，用户登录系统打开喷淋系统 8. 小陈准备为班级植物区搭建植物环境监测系统，该系统每隔 30 分钟对土壤温湿度进行一次监测，当土壤日平均湿度低于临界值时，系统自动对植物进行浇水，以保证检测期间植物生长的土壤日平均湿度在 17%～44% 范围内。系统结构示意图如图 a 所示。 （1）根据信息系统的功能要求，图中①处的设备名称是_____（单选 ，填字母 ：A.路由器 / B.交换机 / C.智能终端）。 （2）该系统服务器端程序采用 Flask Web 框架编写，服务器的 IP 地址是 192.168.1.10，端口号是 8000，若要查看传感器采集的数据，应访问的页面地址是 http://____________ （3）将数据库中 4 月中旬的土壤温湿度数据导出为文件“day.xlsx”，如图 b 所示。并制作 4 月中旬（十天）的土壤日平均湿度变化情况，如图 c 所示，部分代码如下，请在划线处填入合适的代码。 图b 图c import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt #图表显示中文字体，代码略 #读取 Excel文件中的数据 df=pd.read_excel("day.xlsx") data=[] #从“时间”格式中提取日期数据 for t in df["时间"]: data. append(　　　①　　　) #添加一列数据，列标题为“日期” df["日期"]=data df1=df.groupby("日期",as_index=False).mean() x=df1["日期"] y=　　　②　　　 plt.ylim(15,45) #设置 y 轴的坐标范围 #设置图表标题 plt.title("4月中旬土壤日平均湿度变化情况") plt.plot(x,y) #绘制折线图 plt.show() （4）分析如图 c 所示的“4月中旬土壤日平均湿度变化情况”图表可知，该系统在运行期间对植物生长土壤的湿度控制_____________（选填：达到 / 未达到）预期目标。 【链接高考】 9. 小明为家庭小菜园搭建了环境温湿度监测系统，该系统结构示意图如图所示。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。请回答下列问题： （1）下列选项标注了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）。 （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('_____________')。 （4）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、湿度及其采集时间。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。结合题图，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） 10. 小华要搭建书房环境监控系统，该系统能实现监测书房温度和湿度，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，系统的硬件搭建方式是：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。请回答下列问题： （1）该系统中，智能终端与服务器端之间的数据传输_________（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）。 （3）小华基于 Flask 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 Flask 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名称及实现的功能________________________________。 （5）小华将系统中某天 24 小时的湿度数据导出，部分数据如图 a 所示（时间格式为“时:分:秒”），分析每小时的最大湿度值，线形图如图 b 所示，部分 Python 程序如下： 图b 图a import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt dft=pd.read_csv('data.csv') #读取文件 data.csv 中的数据 dft.insert(0,'小时','') #插入列 for i in dft.index: t=dft.at[i,'时间'] #通过行标签和列标签选取单个值 dft.at[i,'小时']=t[0:2] dfh=dft.groupby(_______________,as_index=False).max() #分组求最大值 #设置绘图参数，显示如图 b 所示的线形图，代码略 plt.plot(dfh['小时'],dfh['监测值']) #绘制线形图 ①请在程序中划线处填入合适的代码。 ②小华分析线形图发现存在湿度值大于等于 100 的噪声数据，要删除 dft 对象中的噪声数据，下列代码段中，能正确实现的有______（多选，填字母）。 A.dft=dft[dft['监测值']<100] B.dft=dft['监测值']<100 C.n=len(dft[dft['监测值']>=100]) dft=dft.sort_values('监测值') #升序排序 dft=dft.tail(n) #获取尾部数据行 D.for i in dft.index: if dft.at[i,'监测值']>=100: dft=dft.drop(i) #删除行 参考答案 【基础达标】 1.B 解析：杀毒软件是典型的 C/S 模式信息系统，网站 Web 应用只需要开发服务器端，客户端通过浏览器访问。App 开发中要同时开发服务器端程序和移动端程序，室内环境实时监测系统除了服务器端程序还有智能终端程序。 2.B 解析：服务器不连接传感器，故服务器端不用安装传感器的驱动。 3.A 解析：智能终端连接扩展板的目的是增加开发板与传感器连接的便捷性，使用鳄鱼夹连接传感器比较不方便且不稳定。使用扩展板可以增加扩展性，但对开发板和传感器的性能没有影响。 4.B 解析：利用 Python 连接到一个现有的数据库，若数据库不存在，将新创建一个数据库，最后返回一个数据库对象。 5.D 解析：筛选数据表所有满足条件（number 类型是字符型“1”）的记录，不能使用参数 all，具体命令为：SELECT * FROM user WHERE number="1"。 6.D 解析：数据库命令 select id from user where name is NOT NULL 是查询 name 字段值不等于空的记录，并将字段; id 的值进行显示。 【巩固提升】 7. C 解析：烟雾数据超过预警值即打开喷淋系统，同时蜂鸣器报警，并通过短信反馈给用户这种方式最为全面且合理。 8. （1）C （2）192.168.1.10:8000/view （3）①t[0:5]　或其他等价答案　②df1["湿度"]　或　df1.湿度 （4）达到 解析：（1）①处连接了执行器与传感器，故该设备为智能终端。（2）已知 IP 地址和端口号，根据图 a 中的“页面 2”可知访问查看传感器采集的数据页面地址是 http://192.168.1.10: 8000/view。（3）①处从“时间”列表中提取日期数据，观察图 b 可知日期数据对应前 5 位，故填入代码为 t[0:5]。②处对应图 c 的 Y 轴数据为平均湿度，故填入代码为 df1["湿度"]或 df1. 湿度。（4）观察图 c 发现 4 月中旬土壤日平均湿度有明显的高低变化，说明系统在运行期间对植物生长土壤的湿度控制达到了预期目标。 【链接高考】 9. .（1）A （2）A （3）/toserv （4）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；③数据库数据量到一定程度不再更新；④Web 服务器中数据库管理系统无法正常运行（仅供参考） 解析：（1）智能终端通过传感器获取数据，数据经过控制器处理后，再通过执行器对外部进行控制，故选项 A 正确。（2）根据题目描述和题图（浏览器与服务器交换数据）可知，数据的传输集中于 Web 服务器端，故该网络应用软件的实现构架是 B/S 架构。（3）根据URL “http://192.168.1.6:5000/toserv?h=60&id=1” 可知，路由为“/toserv”。（4）根据系统架构图各部分功能分析。 10. .（1）C （2）A （3）192.168.1.108:5000　或　192.168.1.108:5000/ （4）①增加光敏传感器、LED 灯和电机，在光照强度低于一定阈值时，通过 LED 灯进行照明；在光照强度高于一定阈值时，通过电机关闭窗帘。②增加空气质量传感器和电机，在空气质量异常（超过预设阈值）时通过电机打开换气扇进行通风。③增加温度传感器和电机，检测书房内的温度，通过电机控制空调的开关，以保持书房内的温度在舒适的范围内　或其他等价答案 （5）①'小时' 或 ['小时'] 或 dfh['小时'] ②AD 解析：（1）根据系统的硬件搭建方式描述，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。这意味着智能终端和服务器之间可以进行双向通信。智能终端可以将传感器采集到的数据发送给服务器，服务器接收并存储这些数据。同时，服务器也可以向智能终端发送指令或控制信号，智能终端接收并执行这些指令或控制信号。因此，数据传输是双向的，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）根据系统的硬件搭建方式描述，智能终端连接传感器和执行器，可以推断出智能终端需要负责与传感器进行通信，采集温湿度传感器上的数据。通过采集传感器数据，智能终端可以将这些数据发送给服务器进行存储和处理，并且可以通过执行器控制实施相应的操作。因此，智能终端程序需要实现的功能是采集温湿度传感器上的数据，并将其传递给服务器进行后续处理。 （3）在程序代码中，Flask 框架通过 @app.route('/') 路由将视图函数 index() 绑定到 URL 路径上，该 URL 路径也就是默认的根路径，即 '/'。当访问该根路径时，Flask 会自动调用 index() 函数并获取其返回的页面 。 根据代码中的 app.run(host='192.168.1.108',port=5000) 可知，Flask 应用运行的主机 IP 为 192.168.1.108，端口为 5000。因此，可以通过浏览器访问 http://192.168.1.108:5000/ 来获取 index() 函数返回的页面。 （4）略。 （5）①折线图以小时为横轴、监测值为纵轴，所以程序中以“小时”列的值进行分组并求最大值。②选项 A，“dft=dft[dft['监测值']<100]”通过使用布尔索引，保留监测值小于 100 的行，实现了删除湿度值大于等于 100 的噪声数据。选项 B，“dft=dft['监测值']<100”只是返回了一个布尔索引，不会对原 dft 对象进行修改，不能实现删除噪声数据。选项 C，“n=len(dft[dft['监测值']>=100])”只计算了湿度值大于等于 100 的噪声数据的数量，不会对原 dft 对象进行修改，不能实现删除噪声数据。选项 D，“for i in dft.index:if dft.at[i,'监测值']>=100:dft=dft.drop(i)”通过遍历 dft 的索引，判断监测值是否大于等于 100，若满足条件，则使用 drop() 函数删除相应的行，实现了删除湿度值大于等于 100 的噪声数据。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$