计算机科学期末复习试题2026版

计算机科学期末复习试题2026版一、单项选择题（共10题，每题2分，合计20分）1.在分布式系统中，解决节点间数据一致性问题最常用的协议是？A.HTTP协议B.Paxos协议C.FTP协议D.SMTP协议2.以下哪种加密算法属于对称加密？A.RSAB.AESC.ECCD.SHA-2563.在数据库设计中，以下哪个术语表示实体之间的“一对多”关系？A.联合主键B.外键C.超键D.候选键4.以下哪种数据结构最适合实现LRU（最近最少使用）缓存算法？A.栈B.队列C.哈希表+链表D.树5.在面向对象编程中，以下哪个概念描述了“一个类是另一个类的扩展”？A.封装B.继承C.多态D.抽象6.以下哪种算法时间复杂度为O(nlogn)？A.冒泡排序B.快速排序C.选择排序D.插入排序7.在TCP/IP协议栈中，哪个协议负责端到端的可靠数据传输？A.UDPB.TCPC.IPD.ICMP8.以下哪种技术可以用于提高数据库查询性能？A.数据分片B.数据压缩C.索引优化D.缓存机制9.在云计算中，以下哪个术语表示虚拟机的自动扩展？A.冷启动B.热备份C.弹性计算D.容器化10.以下哪种算法属于贪心算法？A.分治法B.动态规划C.贪心算法D.回溯法二、简答题（共5题，每题4分，合计20分）1.简述“事务ACID特性”及其含义。2.解释“HTTP缓存控制”的工作原理。3.说明“分布式锁”的常见实现方式及其优缺点。4.简述“JWT（JSONWebToken）”的组成和用途。5.解释“数据库索引”的作用及其常见类型。三、填空题（共10题，每题1分，合计10分）1.在二叉搜索树中，左子树的所有节点值均小于根节点值，右子树的所有节点值均大于根节点值。2.面向对象编程的三大基本特性是封装、继承和多态。3.TCP协议三次握手过程包括SYN、SYN-ACK和ACK三个阶段。4.DNS协议负责将域名解析为IP地址。5.哈希表通过哈希函数将键映射到数组索引，实现快速查找。6.事务隔离级别包括读未提交、读已提交、可重复读和串行化。7.负载均衡技术可以提高分布式系统的可用性和性能。8.RESTfulAPI基于HTTP协议，使用GET、POST、PUT、DELETE等方法进行资源操作。9.机器学习中的“过拟合”是指模型对训练数据拟合过度，泛化能力差。10.区块链是一种分布式账本技术，具有去中心化、不可篡改等特点。四、论述题（共3题，每题10分，合计30分）1.结合实际应用场景，论述分布式事务的解决方案及其挑战。要求：说明分布式事务的常见解决方案（如2PC、TCC、Saga等），并分析其优缺点及适用场景。2.解释“微服务架构”的优势和劣势，并说明其在大型互联网公司中的应用价值。要求：从可扩展性、技术异构性、容错性等方面分析微服务架构的特点，并结合实际案例说明其应用场景。3.结合“数据安全”和“隐私保护”的要求，论述数据库加密技术的应用及挑战。要求：说明常见的数据库加密技术（如透明数据加密TDE、列级加密等），并分析其在金融、医疗等行业的应用及安全性问题。五、编程题（共2题，每题15分，合计30分）1.编写一个Python函数，实现快速排序算法，并测试其时间复杂度。要求：输入一个无序数组，输出排序后的数组，并简要分析其时间复杂度。2.设计一个简单的RESTfulAPI，实现用户注册和登录功能，要求使用PythonFlask框架。要求：-用户注册时，需对密码进行加密存储（使用hashlib）；-用户登录时，需验证用户名和密码；-返回JSON格式的响应结果。答案与解析一、单项选择题1.B解析：Paxos协议是解决分布式系统中节点间数据一致性的经典协议，常用于区块链、分布式数据库等领域。2.B解析：AES（AdvancedEncryptionStandard）是一种对称加密算法，广泛应用于数据加密场景。3.B解析：外键用于实现数据库表之间的关联，典型应用是“一对多”关系，如一个用户对应多个订单。4.C解析：哈希表+链表可以实现LRU缓存，通过哈希表快速定位元素，链表维护访问顺序。5.B解析：继承是面向对象编程的核心概念之一，子类可以继承父类的属性和方法。6.B解析：快速排序的平均时间复杂度为O(nlogn)，优于其他排序算法。7.B解析：TCP协议提供可靠的、面向连接的传输服务，通过三次握手和四次挥手保证数据传输完整性。8.C解析：索引优化可以提高数据库查询性能，常见于B树索引、哈希索引等。9.C解析：弹性计算是云计算的核心特性之一，可根据负载自动调整资源。10.C解析：贪心算法通过局部最优解逐步构建全局最优解，如最小生成树问题。二、简答题1.事务ACID特性及其含义-原子性（Atomicity）：事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不执行。-一致性（Consistency）：事务必须保证数据库从一个一致性状态转移到另一个一致性状态。-隔离性（Isolation）：并发执行的事务之间互不干扰。-持久性（Durability）：一旦事务提交，其结果永久保存在数据库中。2.HTTP缓存控制的工作原理-通过`Cache-Control`、`Expires`、`ETag`等头部字段控制缓存行为。-常见策略包括强缓存（直接使用本地缓存）和协商缓存（请求服务器验证缓存有效性）。3.分布式锁的常见实现方式及其优缺点-基于数据库实现：通过外键约束或唯一索引实现，简单但性能较低。-基于缓存实现：如Redis分布式锁，性能高但依赖外部服务。-基于消息队列实现：通过顺序消息保证锁的公平性，但实现复杂。4.JWT的组成和用途-组成：Header（算法类型）、Payload（用户信息）、Signature（签名）。-用途：常用于API认证、跨域数据传输。5.数据库索引的作用及其常见类型-作用：加速数据查询，减少全表扫描。-常见类型：B树索引、哈希索引、全文索引。三、填空题（略，答案见上）四、论述题1.分布式事务的解决方案及其挑战-解决方案：-2PC（两阶段提交）：强一致性，但阻塞严重。-TCC（Try-Confirm-Cancel）：补偿性事务，适用于分布式转账场景。-Saga模式：通过一系列本地事务实现最终一致性。-挑战：性能瓶颈、网络延迟、节点故障等。2.微服务架构的优势和劣势-优势：可扩展性强、技术异构性高、容错性好。-劣势：运维复杂、分布式事务处理难度大。-应用价值：适合大型互联网公司，如淘宝、京东等。3.数据库加密技术的应用及挑战-技术：TDE（透明数据加密）、列级加密。-应用：金融、医疗行业对数据安全要求高。-挑战：性能损耗、密钥管理复杂。五、编程题1.快速排序实现pythondefquick_sort(arr):iflen(arr)<=1:returnarrpivot=arr[len(arr)//2]left=[xforxinarrifx<pivot]middle=[xforxinarrifx==pivot]right=[xforxinarrifx>pivot]returnquick_sort(left)+middle+quick_sort(right)时间复杂度：O(nlogn)2.RESTfulAPI实现pythonfromflaskimportFlask,request,jsonifyfromwerkzeug.securityimportgenerate_password_hash,check_password_hashapp=Flask(__name__)users={}@app.route('/register',methods=['POST'])defregister():data=request.jsonusername=data.get('username')password=data.get('password')ifusernameinusers:returnjsonify({'error':'Usernameexists'}),400hashed_password=generate_password_hash(password)users[username]=hashed_passwordreturnjsonify({'message':'Registrationsuccessful'}),201@app.route('/login',methods=['POST'])deflogin():data=request.jsonusername=data.get('username')password=data.get('password')hashed_password=users.get(username)ifnothashed_passwordornotcheck_password_hash(hashed