2025年大学系统架构（分布式系统设计）试题及答案

2025年大学系统架构（分布式系统设计）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）（总共6题，每题5分，每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确选项填涂在答题卡相应位置。）1.以下哪种分布式系统架构风格能够实现数据的冗余存储以提高可靠性？A.分层架构风格B.微内核架构风格C.对等架构风格D.仓库架构风格2.在分布式系统中，用于协调各节点之间通信和同步的组件是？A.数据库B.消息队列C.分布式协调器D.缓存3.分布式系统中，哪项技术可有效减少网络传输的数据量？A.数据加密B.负载均衡C.数据压缩D.分布式锁4.以下哪种算法常用于分布式系统中的一致性哈希？A.Dijkstra算法B.A算法C.MurmurHash算法D.Raft算法5.分布式系统中，实现服务发现的常用协议是？A.HTTP协议B.TCP协议C.DNS协议D.服务发现协议（如Consul使用的协议）6.对于分布式系统中的节点故障检测，哪种方法较为高效？A.定期轮询B.心跳机制C.基于事件驱动D.手动检查第II卷（非选择题共70分）（总共4题，每题10分，答题要求：请详细阐述相关概念、原理及应用场景。）7.请简述分布式系统中CAP定理的主要内容，并说明其在实际系统设计中的影响。8.分布式系统中的负载均衡策略有哪些？请分别举例说明其优缺点。9.阐述分布式数据库的特点以及与传统集中式数据库相比的优势和挑战。10.举例说明分布式系统中数据一致性问题的常见场景，并阐述解决该问题的方法。（总共2题，每题20分，答题要求：结合给定材料分析问题，阐述清晰，逻辑连贯。）材料：在一个电商分布式系统中，存在多个微服务模块，包括商品管理、订单处理、用户服务等。随着业务量的增长，出现了部分服务响应延迟、数据不一致等问题。11.请分析可能导致这些问题的分布式系统设计方面的原因，并提出改进措施。12.假设该电商系统要拓展新的业务线，如直播带货，从分布式系统架构设计的角度，需要考虑哪些因素？答案：1.C2.C3.C4.C5.D6.B7.CAP定理指在一个分布式系统中，一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（Partitiontolerance）这三个特性最多只能同时满足两个。在实际系统设计中，若追求强一致性，可能会牺牲可用性；若要保证高可用性，可能会在一致性上妥协；而分区容错性通常是必须要满足的，因为分布式系统必然会面临网络分区的情况。8.负载均衡策略有随机策略，优点是简单易实现，缺点是可能导致某些节点负载过高而某些过低；轮询策略，优点是公平分配，缺点是未考虑节点性能差异；加权轮询策略，根据节点性能分配权重，更合理，但权重设置需准确；IP哈希策略，根据客户端IP进行哈希，将同一客户端请求导向同一节点，利于会话保持，但可能导致节点负载不均衡。9.分布式数据库特点：数据分布在多个节点上，具有高可扩展性、容错性等。优势在于能处理海量数据、提高并发性能等。挑战包括数据一致性维护复杂、分布式事务处理困难、网络延迟对性能影响大等。10.常见场景如在分布式文件系统中，多个节点同时对同一文件进行读写操作。解决方法有两阶段提交协议，但性能开销大；乐观并发控制，通过版本号等机制解决冲突；Paxos算法等用于保证数据一致性。11.可能原因：服务间通信效率低导致响应延迟，如网络配置不佳、通信协议选择不当；数据一致性维护机制不完善，如未采用合适的分布式事务算法。改进措施：优化网络配置，选用高效通信协议；采用成熟的数据一致性算法，如TCC等。12.要考虑直播业务的高并发特性，需设计更高效的负载均衡策略；直播数据的存储和管理，要确