2025年工業(yè)AI《邊緣計(jì)算》階段測(cè)試卷含答案考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項(xiàng)不屬于邊緣計(jì)算相對(duì)于中心化計(jì)算的主要優(yōu)勢(shì)？A.降低網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力B.提高數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性C.增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性D.減少云計(jì)算中心的計(jì)算負(fù)載2.在工業(yè)制造中，需要對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)上的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并立即觸發(fā)報(bào)警，最適合部署邊緣計(jì)算的原因是？A.邊緣設(shè)備成本更低B.邊緣計(jì)算可以離線(xiàn)工作C.邊緣計(jì)算能夠提供亞毫秒級(jí)的響應(yīng)延遲D.邊緣計(jì)算部署更簡(jiǎn)單3.以下哪個(gè)術(shù)語(yǔ)描述的是在靠近數(shù)據(jù)源的邊緣設(shè)備上直接執(zhí)行人工智能模型推理的過(guò)程？A.云邊協(xié)同B.邊緣智能C.數(shù)據(jù)湖分析D.分布式存儲(chǔ)4.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）場(chǎng)景下，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)需要處理的數(shù)據(jù)通常具有哪些特點(diǎn)？（多選）A.數(shù)據(jù)量巨大B.數(shù)據(jù)產(chǎn)生速率高C.對(duì)實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格D.數(shù)據(jù)價(jià)值密度低5.以下哪種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議在工業(yè)邊緣設(shè)備之間傳輸輕量級(jí)傳感器數(shù)據(jù)時(shí)較為常用？A.HTTP/HTTPSB.FTPC.MQTTD.SMTP6.在邊緣計(jì)算系統(tǒng)中，邊緣節(jié)點(diǎn)資源管理面臨的主要挑戰(zhàn)之一是？A.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間無(wú)限B.計(jì)算能力有限且異構(gòu)C.網(wǎng)絡(luò)帶寬無(wú)限D(zhuǎn).電力供應(yīng)總是穩(wěn)定充足7.工業(yè)安全領(lǐng)域?qū)吘売?jì)算的主要顧慮之一是？A.數(shù)據(jù)中心故障風(fēng)險(xiǎn)B.邊緣設(shè)備物理安全與網(wǎng)絡(luò)安全C.云計(jì)算成本過(guò)高D.數(shù)據(jù)傳輸延遲8.以下哪項(xiàng)技術(shù)通常用于在邊緣設(shè)備上部署和運(yùn)行復(fù)雜的AI模型？A.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)B.邊緣虛擬化（EdgeVirtualization）C.邊緣強(qiáng)化學(xué)習(xí)D.邊緣容器化技術(shù)（如DockerforEdge）9.工業(yè)自動(dòng)化中，邊緣計(jì)算可用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)，其主要依據(jù)是？A.云中心的歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)B.邊緣設(shè)備收集的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)和傳感器數(shù)據(jù)C.工程師的主觀經(jīng)驗(yàn)D.第三方供應(yīng)商提供的固定維護(hù)周期10.將AI模型訓(xùn)練任務(wù)完全放在邊緣設(shè)備上進(jìn)行，其最大的局限性通常是？A.模型更新不便B.難以利用大規(guī)模數(shù)據(jù)集C.對(duì)設(shè)備計(jì)算能力要求極高D.增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力二、填空題（每空1分，共10分）1.邊緣計(jì)算通常被描述為一種分布式計(jì)算架構(gòu)，它將計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源部署在靠近__________的地方。2.在邊緣計(jì)算架構(gòu)中，負(fù)責(zé)收集和處理來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的主要單元通常稱(chēng)為_(kāi)_________。3.為了解決邊緣設(shè)備資源受限的問(wèn)題，研究者們提出了如模型__________等技術(shù)，以在邊緣側(cè)運(yùn)行更復(fù)雜的模型。4.邊緣計(jì)算與云計(jì)算的協(xié)同工作模式，被稱(chēng)為_(kāi)_________架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和處理能力的最佳平衡。5.在工業(yè)邊緣計(jì)算應(yīng)用中，確保數(shù)據(jù)在采集、傳輸、處理和存儲(chǔ)過(guò)程中的機(jī)密性和完整性至關(guān)重要，這涉及到__________問(wèn)題。6.對(duì)于需要持續(xù)優(yōu)化其控制策略的工業(yè)過(guò)程，邊緣計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)基于__________的閉環(huán)控制。7.邊緣計(jì)算在支持工業(yè)AI應(yīng)用方面，一個(gè)關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)在于能夠減少數(shù)據(jù)從邊緣到云端傳輸?shù)腳_________。8.異構(gòu)計(jì)算是指邊緣計(jì)算環(huán)境中存在多種不同類(lèi)型的計(jì)算硬件，如CPU、GPU、FPGA和__________等。9.MQTT協(xié)議常被用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，因?yàn)樗且环N基于發(fā)布/訂閱模式的輕量級(jí)消息傳輸協(xié)議，具有__________的特點(diǎn)。10.工業(yè)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的高可用性設(shè)計(jì)需要考慮冗余備份和故障__________等措施。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.請(qǐng)簡(jiǎn)述邊緣計(jì)算在工業(yè)AI應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)“智能邊緣”的主要優(yōu)勢(shì)和意義。2.什么是邊緣計(jì)算的“數(shù)據(jù)本地化”原則？在工業(yè)場(chǎng)景下，堅(jiān)持該原則可能帶來(lái)哪些好處和挑戰(zhàn)？3.簡(jiǎn)述邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)在資源管理方面需要考慮的主要因素。4.針對(duì)工業(yè)環(huán)境中邊緣計(jì)算設(shè)備可能面臨的物理安全和網(wǎng)絡(luò)安全威脅，請(qǐng)?zhí)岢鲋辽賰煞N應(yīng)對(duì)措施。四、綜合應(yīng)用題（每題10分，共20分）1.假設(shè)在一個(gè)大型港口的自動(dòng)化碼頭場(chǎng)景中，需要對(duì)集裝箱起重機(jī)（岸橋）的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù)。該場(chǎng)景下部署邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的可能原因、需要處理的關(guān)鍵數(shù)據(jù)、可以在邊緣側(cè)執(zhí)行的關(guān)鍵任務(wù)以及可能面臨的挑戰(zhàn)有哪些？2.比較邊緣計(jì)算在處理工業(yè)質(zhì)檢圖像任務(wù)時(shí)，采用“邊緣采集-邊緣處理”與“邊緣采集-邊緣預(yù)處理+云端深度處理”兩種策略的優(yōu)缺點(diǎn)。請(qǐng)分析這兩種策略在延遲、帶寬、計(jì)算資源需求、部署復(fù)雜度和魯棒性等方面可能存在的差異。---試卷答案一、選擇題1.D2.C3.B4.A,B,C5.C6.B7.B8.D9.B10.B二、填空題1.數(shù)據(jù)源2.邊緣節(jié)點(diǎn)（或邊緣設(shè)備）3.輕量化（或Quantization）4.云邊協(xié)同5.安全（或安全性）6.數(shù)據(jù)（或?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)）7.延遲（或滯后）8.NPU（或AI加速器）9.低帶寬（或低功耗、低延遲）10.容忍三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：闡述邊緣計(jì)算如何通過(guò)在靠近數(shù)據(jù)源的地方處理數(shù)據(jù)，減少延遲，提高實(shí)時(shí)響應(yīng)能力，這對(duì)于需要快速?zèng)Q策的工業(yè)AI應(yīng)用（如實(shí)時(shí)控制、緊急停止）至關(guān)重要；同時(shí)，邊緣計(jì)算可以減輕云端負(fù)擔(dān)，處理部分非關(guān)鍵或隱私數(shù)據(jù)，提高整體系統(tǒng)效率和可靠性。智能邊緣意味著AI能力下沉到邊緣，實(shí)現(xiàn)更自主的邊緣節(jié)點(diǎn)行為。2.解析思路：定義數(shù)據(jù)本地化即在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的邊緣節(jié)點(diǎn)附近進(jìn)行處理，而不是全部傳輸?shù)街行脑?。好處：減少網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力和傳輸延遲（關(guān)鍵對(duì)于實(shí)時(shí)控制）；提高數(shù)據(jù)隱私和安全性（敏感數(shù)據(jù)留在本地）；增強(qiáng)系統(tǒng)魯棒性（局部故障不影響云端）。挑戰(zhàn)：邊緣設(shè)備存儲(chǔ)和處理能力有限；難以利用全局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜模型訓(xùn)練；邊緣節(jié)點(diǎn)管理和維護(hù)復(fù)雜度高；數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題。3.解析思路：資源管理需要考慮計(jì)算資源（CPU、GPU、內(nèi)存）的分配與調(diào)度；存儲(chǔ)資源（本地存儲(chǔ)容量、速度）的管理；網(wǎng)絡(luò)資源（帶寬、連接穩(wěn)定性）的優(yōu)化；功耗管理（尤其在移動(dòng)或能源受限的邊緣設(shè)備）；以及資源隔離與安全（保證不同應(yīng)用或任務(wù)的資源需求）。4.解析思路：物理安全：防止設(shè)備被盜、破壞或非法訪(fǎng)問(wèn)；環(huán)境防護(hù)（防塵、防水、耐高低溫）。網(wǎng)絡(luò)安全：部署防火墻和入侵檢測(cè)系統(tǒng)；使用加密技術(shù)保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)；進(jìn)行安全配置和漏洞管理；實(shí)施訪(fǎng)問(wèn)控制策略；定期進(jìn)行安全審計(jì)和更新。四、綜合應(yīng)用題1.解析思路：*可能原因：岸橋運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)產(chǎn)生快、量大，需要低延遲監(jiān)控；部分決策需快速做出（如防碰撞、路徑調(diào)整）；保障岸橋安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要；減少對(duì)中心云的實(shí)時(shí)帶寬壓力。*關(guān)鍵數(shù)據(jù)：位置、速度、載重、臂架角度、運(yùn)行狀態(tài)（移動(dòng)、停頓）、振動(dòng)、溫度等傳感器數(shù)據(jù)。*邊緣側(cè)任務(wù)：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理（濾波、異常檢測(cè)）；運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控與可視化；基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的碰撞預(yù)警；根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行簡(jiǎn)單的故障診斷或預(yù)警；執(zhí)行基礎(chǔ)的控制指令反饋。*面臨挑戰(zhàn)：邊緣設(shè)備計(jì)算和存儲(chǔ)能力可能不足以處理復(fù)雜模型；工業(yè)環(huán)境惡劣，對(duì)邊緣設(shè)備可靠性要求高；如何保證邊緣側(cè)算法的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性；邊緣節(jié)點(diǎn)間的協(xié)同與數(shù)據(jù)同步；邊緣設(shè)備的安全防護(hù)難度大。2.解析思路：*邊緣采集-邊緣處理：*優(yōu)點(diǎn)：延遲最低，控制最直接；減輕云端計(jì)算壓力；可以在邊緣進(jìn)行初步篩選，只發(fā)送關(guān)鍵信息到云端；對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求低。*缺點(diǎn)：邊緣設(shè)備需要較強(qiáng)的處理能力；部署和維護(hù)邊緣節(jié)點(diǎn)成本高；模型更新和部署在邊緣較復(fù)雜；邊緣側(cè)處理能力有限，可能無(wú)法達(dá)到云端深度學(xué)習(xí)的精度。*邊緣采集-邊緣預(yù)處理+云端深度