計算機(jī)科學(xué)期末復(fù)習(xí)試題2026版一、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，合計20分）1.在分布式系統(tǒng)中，解決節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)一致性問題最常用的協(xié)議是？A.HTTP協(xié)議B.Paxos協(xié)議C.FTP協(xié)議D.SMTP協(xié)議2.以下哪種加密算法屬于對稱加密？A.RSAB.AESC.ECCD.SHA-2563.在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，以下哪個術(shù)語表示實(shí)體之間的“一對多”關(guān)系？A.聯(lián)合主鍵B.外鍵C.超鍵D.候選鍵4.以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合實(shí)現(xiàn)LRU（最近最少使用）緩存算法？A.棧B.隊列C.哈希表+鏈表D.樹5.在面向?qū)ο缶幊讨校韵履膫€概念描述了“一個類是另一個類的擴(kuò)展”？A.封裝B.繼承C.多態(tài)D.抽象6.以下哪種算法時間復(fù)雜度為O(nlogn)？A.冒泡排序B.快速排序C.選擇排序D.插入排序7.在TCP/IP協(xié)議棧中，哪個協(xié)議負(fù)責(zé)端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸？A.UDPB.TCPC.IPD.ICMP8.以下哪種技術(shù)可以用于提高數(shù)據(jù)庫查詢性能？A.數(shù)據(jù)分片B.數(shù)據(jù)壓縮C.索引優(yōu)化D.緩存機(jī)制9.在云計算中，以下哪個術(shù)語表示虛擬機(jī)的自動擴(kuò)展？A.冷啟動B.熱備份C.彈性計算D.容器化10.以下哪種算法屬于貪心算法？A.分治法B.動態(tài)規(guī)劃C.貪心算法D.回溯法二、簡答題（共5題，每題4分，合計20分）1.簡述“事務(wù)ACID特性”及其含義。2.解釋“HTTP緩存控制”的工作原理。3.說明“分布式鎖”的常見實(shí)現(xiàn)方式及其優(yōu)缺點(diǎn)。4.簡述“JWT（JSONWebToken）”的組成和用途。5.解釋“數(shù)據(jù)庫索引”的作用及其常見類型。三、填空題（共10題，每題1分，合計10分）1.在二叉搜索樹中，左子樹的所有節(jié)點(diǎn)值均小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹的所有節(jié)點(diǎn)值均大于根節(jié)點(diǎn)值。2.面向?qū)ο缶幊痰娜蠡咎匦允欠庋b、繼承和多態(tài)。3.TCP協(xié)議三次握手過程包括SYN、SYN-ACK和ACK三個階段。4.DNS協(xié)議負(fù)責(zé)將域名解析為IP地址。5.哈希表通過哈希函數(shù)將鍵映射到數(shù)組索引，實(shí)現(xiàn)快速查找。6.事務(wù)隔離級別包括讀未提交、讀已提交、可重復(fù)讀和串行化。7.負(fù)載均衡技術(shù)可以提高分布式系統(tǒng)的可用性和性能。8.RESTfulAPI基于HTTP協(xié)議，使用GET、POST、PUT、DELETE等方法進(jìn)行資源操作。9.機(jī)器學(xué)習(xí)中的“過擬合”是指模型對訓(xùn)練數(shù)據(jù)擬合過度，泛化能力差。10.區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N分布式賬本技術(shù)，具有去中心化、不可篡改等特點(diǎn)。四、論述題（共3題，每題10分，合計30分）1.結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景，論述分布式事務(wù)的解決方案及其挑戰(zhàn)。要求：說明分布式事務(wù)的常見解決方案（如2PC、TCC、Saga等），并分析其優(yōu)缺點(diǎn)及適用場景。2.解釋“微服務(wù)架構(gòu)”的優(yōu)勢和劣勢，并說明其在大型互聯(lián)網(wǎng)公司中的應(yīng)用價值。要求：從可擴(kuò)展性、技術(shù)異構(gòu)性、容錯性等方面分析微服務(wù)架構(gòu)的特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際案例說明其應(yīng)用場景。3.結(jié)合“數(shù)據(jù)安全”和“隱私保護(hù)”的要求，論述數(shù)據(jù)庫加密技術(shù)的應(yīng)用及挑戰(zhàn)。要求：說明常見的數(shù)據(jù)庫加密技術(shù)（如透明數(shù)據(jù)加密TDE、列級加密等），并分析其在金融、醫(yī)療等行業(yè)的應(yīng)用及安全性問題。五、編程題（共2題，每題15分，合計30分）1.編寫一個Python函數(shù)，實(shí)現(xiàn)快速排序算法，并測試其時間復(fù)雜度。要求：輸入一個無序數(shù)組，輸出排序后的數(shù)組，并簡要分析其時間復(fù)雜度。2.設(shè)計一個簡單的RESTfulAPI，實(shí)現(xiàn)用戶注冊和登錄功能，要求使用PythonFlask框架。要求：-用戶注冊時，需對密碼進(jìn)行加密存儲（使用hashlib）；-用戶登錄時，需驗(yàn)證用戶名和密碼；-返回JSON格式的響應(yīng)結(jié)果。答案與解析一、單項(xiàng)選擇題1.B解析：Paxos協(xié)議是解決分布式系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)一致性的經(jīng)典協(xié)議，常用于區(qū)塊鏈、分布式數(shù)據(jù)庫等領(lǐng)域。2.B解析：AES（AdvancedEncryptionStandard）是一種對稱加密算法，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)加密場景。3.B解析：外鍵用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫表之間的關(guān)聯(lián)，典型應(yīng)用是“一對多”關(guān)系，如一個用戶對應(yīng)多個訂單。4.C解析：哈希表+鏈表可以實(shí)現(xiàn)LRU緩存，通過哈希表快速定位元素，鏈表維護(hù)訪問順序。5.B解析：繼承是面向?qū)ο缶幊痰暮诵母拍钪唬宇惪梢岳^承父類的屬性和方法。6.B解析：快速排序的平均時間復(fù)雜度為O(nlogn)，優(yōu)于其他排序算法。7.B解析：TCP協(xié)議提供可靠的、面向連接的傳輸服務(wù)，通過三次握手和四次揮手保證數(shù)據(jù)傳輸完整性。8.C解析：索引優(yōu)化可以提高數(shù)據(jù)庫查詢性能，常見于B樹索引、哈希索引等。9.C解析：彈性計算是云計算的核心特性之一，可根據(jù)負(fù)載自動調(diào)整資源。10.C解析：貪心算法通過局部最優(yōu)解逐步構(gòu)建全局最優(yōu)解，如最小生成樹問題。二、簡答題1.事務(wù)ACID特性及其含義-原子性（Atomicity）：事務(wù)中的所有操作要么全部完成，要么全部不執(zhí)行。-一致性（Consistency）：事務(wù)必須保證數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個一致性狀態(tài)。-隔離性（Isolation）：并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)之間互不干擾。-持久性（Durability）：一旦事務(wù)提交，其結(jié)果永久保存在數(shù)據(jù)庫中。2.HTTP緩存控制的工作原理-通過`Cache-Control`、`Expires`、`ETag`等頭部字段控制緩存行為。-常見策略包括強(qiáng)緩存（直接使用本地緩存）和協(xié)商緩存（請求服務(wù)器驗(yàn)證緩存有效性）。3.分布式鎖的常見實(shí)現(xiàn)方式及其優(yōu)缺點(diǎn)-基于數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)：通過外鍵約束或唯一索引實(shí)現(xiàn)，簡單但性能較低。-基于緩存實(shí)現(xiàn)：如Redis分布式鎖，性能高但依賴外部服務(wù)。-基于消息隊列實(shí)現(xiàn)：通過順序消息保證鎖的公平性，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。4.JWT的組成和用途-組成：Header（算法類型）、Payload（用戶信息）、Signature（簽名）。-用途：常用于API認(rèn)證、跨域數(shù)據(jù)傳輸。5.數(shù)據(jù)庫索引的作用及其常見類型-作用：加速數(shù)據(jù)查詢，減少全表掃描。-常見類型：B樹索引、哈希索引、全文索引。三、填空題（略，答案見上）四、論述題1.分布式事務(wù)的解決方案及其挑戰(zhàn)-解決方案：-2PC（兩階段提交）：強(qiáng)一致性，但阻塞嚴(yán)重。-TCC（Try-Confirm-Cancel）：補(bǔ)償性事務(wù)，適用于分布式轉(zhuǎn)賬場景。-Saga模式：通過一系列本地事務(wù)實(shí)現(xiàn)最終一致性。-挑戰(zhàn)：性能瓶頸、網(wǎng)絡(luò)延遲、節(jié)點(diǎn)故障等。2.微服務(wù)架構(gòu)的優(yōu)勢和劣勢-優(yōu)勢：可擴(kuò)展性強(qiáng)、技術(shù)異構(gòu)性高、容錯性好。-劣勢：運(yùn)維復(fù)雜、分布式事務(wù)處理難度大。-應(yīng)用價值：適合大型互聯(lián)網(wǎng)公司，如淘寶、京東等。3.數(shù)據(jù)庫加密技術(shù)的應(yīng)用及挑戰(zhàn)-技術(shù)：TDE（透明數(shù)據(jù)加密）、列級加密。-應(yīng)用：金融、醫(yī)療行業(yè)對數(shù)據(jù)安全要求高。-挑戰(zhàn)：性能損耗、密鑰管理復(fù)雜。五、編程題1.快速排序?qū)崿F(xiàn)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)時間復(fù)雜度：O(nlogn)2.RESTfulAPI實(shí)現(xiàn)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_passwor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