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计算机科学 · 练习

自动化与新兴系统:附讲解的综合练习

只有先写出追踪表,再对照完整讲解检查自己的解题过程,练习才真正有用。

这十一道题涵盖自动化与新兴系统中的阶段链条、反馈、决策规则和数据质量。题目由易到难。想重新运行任何一条规则来测试,可以使用伪代码追踪训练器或 Python 沙盒。

先写下你的答案。然后打开详细解答,逐步对照每一步,而不只是最后一行。

题目

Q1(容易)。 自动门在红外线传感器检测到有人时打开。说出输入设备、输出设备,以及处理器做什么。

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输入设备:红外线传感器。输出设备:打开门的电机(执行器)。处理器接收传感器读数,判断是否检测到有人,并向电机发出开门的信号。

Q2(容易)。 温度传感器产生变化的模拟信号。在处理器使用它之前,必须由哪个部件转换它?为什么?

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模数转换器(ADC)。处理器处理的是数字值,所以转换器把信号变成处理器可以比较的数字。

Q3(容易)。 对读数 28、31、30、35、29 追踪这条规则。

FOR cycle ← 1 TO 5
   temp ← GetReading()
   IF temp > 30
      THEN
         fan ← "ON"
      ELSE
         fan ← "OFF"
   ENDIF
   OUTPUT cycle, temp, fan
NEXT cycle
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cycletemptemp > 30fan
128falseOFF
231trueON
330falseOFF
435trueON
529falseOFF

读数 30 并不大于 30,所以第 3 个周期风扇是 OFF。

Q4(容易)。 判断每个系统是反馈还是固定顺序:(a) 每天 06:00 运行 20 分钟的洒水器,(b) 水位传感器读到已满时停止的水泵,(c) 感应温度达到设定值时关闭加热元件的炉具。

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(a) 固定顺序:按时间表运行,无视条件。(b) 反馈:水泵改变水位,传感器读到新的水位。(c) 反馈:加热元件改变温度,传感器再次读到它。

Q5(中等)。 房间起始温度 17 °C,目标 20 °C。规则:如果 temp < 20,加热器 ON,否则 OFF。ON 时每步加 2 °C,OFF 时每步减 1 °C。追踪 5 步并写出最终温度。

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steptemp readheatertemp after
117ON19
219ON21
321OFF20
420OFF19
519ON21

最终温度:21 °C。第 4 步,20 < 20 为假,所以加热器 OFF。

Q6(中等)。 灌溉规则为 IF moisture < 40 AND rainExpected = "no" THEN pump ← "ON" ELSE pump ← "OFF"。写出下列情况的水泵状态:(a) 湿度 39,下雨”no”;(b) 湿度 40,下雨”no”;(c) 湿度 20,下雨”yes”。

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(a) 39 < 40 为真且下雨为”no”:ON。(b) 40 < 40 为假:OFF。(c) 20 < 40 为真,但下雨为”yes”,所以 AND 为假:OFF。

Q7(中等)。 一条计数规则的 Python 版本。会输出什么?

temps = [22, 25, 31, 27]
count = 0
for t in temps:
    if t >= 25:
        count = count + 1
print(count)
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22 不满足 >= 25,所以没有变化。25、31 和 27 都满足条件,count 依次变为 1、2、3。输出 3。

Q8(中等)。 读数高于 55 时警报触发。读数为 45、52、61、58、49。每当规则为真,循环就把 alarms 加 1,起始为 0。最后 alarms 是多少?

alarms ← 0
FOR i ← 1 TO 5
   value ← GetReading()
   IF value > 55
      THEN
         alarms ← alarms + 1
   ENDIF
NEXT i
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45 假,52 假,61 真(alarms = 1),58 真(alarms = 2),49 假。最终值:2。

Q9(较难)。 传感器送出 12、14、-999、13、15,其中 -999 表示”没有读数”。有效范围为 0 至 50。(a) 被接受读数的平均值是多少?(b) 如果把 -999 算进去,平均值是多少?

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(a) 接受的数值:12、14、13、15。总和 = 54,个数 = 4,平均值 = 54 ÷ 4 = 13.5。 (b) 总和 = 54 + (-999) = -945,个数 = 5,平均值 = -945 ÷ 5 = -189,这在该情境下不可能出现。

Q10(较难)。 一个浇水控制器是只用晴天下午取得的读数来设定的。解释为什么它在凉爽的阴天早晨可能做出糟糕的决定,并提出一项改进。

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它存储的数值只描述了一种情况,所以规则可能把凉爽早晨的正常读数当成异常,例如在不需要时打开水泵。这是数据问题,不是处理器的故障。改进:用不同时间和天气的读数来测试规则,并调整阈值。

Q11(较难)。 一名学生在 2027 年计算机科学考试前保存了这些笔记。给每份笔记一个状态(已核实、需要核对或仅限较晚年份):(a) 抄自 Cambridge 0478 2026 至 2028 课程大纲的定义。(b) 来自没有注明年份的视频的说法。(c) 取自 Cambridge 0265 页面、关于较晚年份的笔记。

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(a) 已核实:它来自涵盖考试年份的课程大纲。(b) 需要核对:年份不明,所以要对照该考试年份的课程大纲核对。(c) 仅限较晚年份:它属于另一份文件,所以要带标签保存,并与 2027 年的复习分开,除非这名学生自己的课程大纲包含它。

如果你做错了

把每个错题记入错题记录与重测队列,注明错误类型,几天后再重做一道类似的题。

如果同一类错误一再出现,计算机科学补习中分配给你的老师可以直接针对这个模式来帮你。

常见问题

我该怎么使用这份练习?

在纸上作答,打开答案之前先写好每张追踪表,再逐行对照你的解题过程。标出每个错误属于哪一课,几天后再做一道类似的题目。先确定自己的答案,再打开解答。

这些题目是从历年试卷抄来的吗?

不是。这里每一道题都是原创,专为练习本模块的技能而写。请在 Cambridge 官网查看你所考年份的试卷格式,并向你的考试中心询问可以使用哪些历年试卷。

如果我的伪代码写法和这里不一样怎么办?

Cambridge 为每个课程年份规定了伪代码的写法。请查看你所考年份的文件,并在答案中遵循它。即使某个关键字写得略有不同,每次追踪的逻辑仍然相同。

更新于:

下一步

如果同一类题目总是做错,一对一的老师可以查看你写下的追踪过程,找出你的推理在哪一步转了方向。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。 其他费用、时间安排及后续课程,在试听课后由家长与老师直接确认。

补习由家长或监护人安排。用 WhatsApp 把这页发给他们,他们就可以替你咨询。

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