分布式系统:概念与设计习题及答案解析_高级大数据开发

一、选择题

1. 分布式系统中,客户端和服务器端 respectively是指什么?

A. 客户端:执行分布式任务的硬件设备;服务器端:提供分布式服务的软件设备
B. 客户端:提供分布式服务的硬件设备;服务器端:执行分布式任务的软件设备
C. 客户端:执行分布式任务的软件设备;服务器端:提供分布式服务的硬件设备
D. 客户端:提供分布式服务的硬件设备;服务器端:执行分布式任务的软件设备

2. 在分布式系统中,负责处理客户端请求的中间件是哪个?

A. 客户端
B. 服务器端
C. 中间件
D. 网关

3. 分布式系统中的Paxos算法主要解决什么问题?

A. 解决一致性问题
B. 解决容错性问题
C. 解决负载均衡问题
D. 解决数据一致性问题

4. HDFS中的 blocksize是用来做什么的?

A. 控制每个块的大小
B. 控制数据的读取速度
C. 控制数据的写入速度
D. 控制数据的传输速度

5. MapReduce模型中,reducer的作用是什么?

A. 将数据进行合并
B. 将数据进行分区
C. 将数据进行压缩
D. 将数据进行聚合

6. 在分布式系统中,Zookeeper的主要作用是?

A. 提供分布式锁
B. 提供分布式配置中心
C. 提供分布式协调服务
D. 提供分布式缓存

7. 对于分布式数据库,Cassandra的主要优点是什么?

A. 高性能的随机读写操作
B. 高可用的强一致性事务
C. 易于扩展
D. 支持事务处理

8. 分布式缓存中,Redis的优势在于?

A. 快速的数据读取
B. 快速的数据写入
C. 高可用性
D. 支持事务处理

9. 在微服务架构中,服务之间的通信方式是?

A. 同步通信
B. 异步通信
C. 消息队列
D. 共享内存

10. 在分布式系统设计中,一致性哈希算法主要解决了什么问题?

A. 解决一致性问题
B. 解决容错性问题
C. 解决负载均衡问题
D. 解决数据一致性问题

11. 分布式系统中,通信协议的主要目的是什么?

A. 确保数据一致性
B. 提高系统性能
C. 实现负载均衡
D. 保证数据完整性

12. 在分布式系统中,下列哪个协议主要用于在不同的节点之间传输数据?

A. TCP
B. UDP
C. HTTP
D. DNS

13. 在分布式系统中,以下哪种通信模型是可靠的?

A. 面向连接的模型
B. 无连接的模型
C. 面向消息的模型
D. 混合连接的模型

14. 分布式系统中的客户端和服务器端分别承担着哪些功能?

A. 客户端负责处理请求,服务器端负责响应请求
B. 服务器端负责处理请求,客户端负责响应请求
C. 服务器端负责数据存储,客户端负责数据读取
D. 客户端负责数据存储,服务器端负责数据读取

15. 分布式系统中,Paxos算法的主要作用是什么?

A. 解决一致性问题
B. 实现负载均衡
C. 保证数据可用性
D. 提高系统性能

16. 分布式系统中,Zookeeper的作用是什么?

A. 管理配置信息
B. 实现负载均衡
C. 维护分布式锁
D. 协调分布式任务

17. 分布式系统中,MapReduce的主要作用是什么?

A. 处理大量数据
B. 实现分布式计算
C. 实现容错机制
D. 优化系统性能

18. 分布式系统中,Redis的主要作用是什么?

A. 实现数据持久化
B. 实现缓存
C. 实现消息队列
D. 实现分布式锁

19. 分布式系统中,etcd的主要作用是什么?

A. 实现分布式配置
B. 实现分布式锁
C. 实现分布式存储
D. 实现分布式计算

20. 在分布式系统中,以下哪种模式可以提高系统的并发性能?

A. 单线程模型
B. 多线程模型
C. 异步I/O模型
D. 事件驱动模型

21. 在分布式系统中,保证数据一致性的主要方法是:

A. 强一致性模型
B. 最终一致性模型
C. 因果一致性模型
D. 一致性哈希

22. 分布式系统中的Paxos算法主要用于解决:

A. 一致性问题
B. 容错问题
C. 可靠性问题
D. 所有以上

23. 以下哪种协议不是用于实现分布式系统的一致性:

A. HTTP
B. SMTP
C. DNS
D. RPC

24. 在分布式系统中,为了保证数据的可靠性,采用的数据模型是:

A. 面向对象模型
B. 图模型
C. 键值对模型
D. 文件模型

25. 分布式系统中的客户端和服务器端之间的通信是:

A. 顺序通信
B. 并行通信
C. 异步通信
D. 轮询通信

26. 对于分布式系统中的数据访问,以下哪种策略是不正确的:

A. 强一致性
B. 最终一致性
C.  causal consistency
D. 一致性哈希

27. 分布式系统中的中间件主要负责:

A. 处理客户端请求
B. 管理分布式资源
C. 维护数据一致性
D. 提供日志服务

28. 在分布式系统中,为了提高系统的性能,可以采用的策略有:

A. 将数据分散到多个节点上
B. 使用负载均衡器
C. 使用缓存
D. 所有以上

29. 分布式数据库中,以下哪种查询操作是最快的:

A. 范围查询
B. 聚合查询
C. 排序查询
D. 连接查询

30. 分布式缓存中,以下哪种数据结构最适合作为键值对存储:

A. 数组
B. 链表
C. 哈希表
D. B+树

31. 分布式文件系统中,HDFS的核心特点是()。

A. 支持数据复制
B. 采用主从复制
C. 高度可扩展
D. 快速数据访问

32. 在HDFS中,文件的数据块在内存中以()的方式存储。

A. 顺序排列
B. 随机排列
C. 链式排列
D. 索引排列

33. HDFS中的DataNode负责()。

A. 存储文件数据
B. 提供数据访问接口
C. 管理文件元数据
D. 处理数据复制操作

34. 在HDFS中,文件系统的名称由(组成)。

A. 用户名和目录名
B. 目录名和文件名
C. 文件名和权限
D. 文件名和时间戳

35. HDFS的数据副本机制是为了保证数据的()。

A. 可靠性
B. 可用性
C. 容错性
D. 高效性

36. 在HDFS中,一个 blocksize大小为MB,那么一个TB的HFile大小的文件需要的DataNode数量是()。

A. 8
B. 10
C. 12
D. 16

37. HDFS中,数据块的 copy-on-write 策略是为了避免()。

A. 数据损坏
B. 数据丢失
C. 数据重复
D. 数据过量

38. Zookeeper在HDFS中的作用是()。

A. 管理文件元数据
B. 提供数据访问接口
C. 协调数据复制操作
D. 实现数据持久化

39. 在Spark中,使用RDDs进行数据处理的主要优点是()。

A. 支持并行计算
B. 简化数据处理流程
C. 提高数据处理速度
D. 灵活的数据处理方式

40. 在分布式系统中,一致性哈希算法主要用于解决()。

A. 数据一致性问题
B. 数据分布性问题
C. 数据查询问题
D. 数据更新问题

41. 分布式数据库中,HBase的主要作用是:

A. 提供关系型数据库的功能
B. 提供非关系型数据库的功能
C. 支持SQL查询
D. 支持事务处理

42. 在分布式数据库中,以下哪种查询语言不是HBase支持的:

A. SQL
B. HQL
C. XML
D. JSON

43. HBase中的表是由行为描述和属性描述组成的:

A. 行为描述
B. 属性描述
C. 数据描述
D. 索引描述

44. HBase中的Region是:

A. HBase表的一部分
B. HBase集群的一部分
C. HBase数据的一部分
D. HBase服务的部分

45. 在HBase中,为了保证数据的可靠性,可以使用:

A. 主从复制
B. 数据压缩
C. 数据备份
D. 数据合并

46. HBase中的Zookeeper的作用是:

A. 管理HBase集群
B. 负责数据的分布和复制
C. 维护HBase表的结构
D. 控制HBase的访问权限

47. 对于HBase表的数据,以下说法正确的是:

A. 可以通过Zookeeper进行增删改查操作
B. 可以通过HBase shell直接操作数据
C. 可以通过Hadoop进行数据提取
D. 可以通过Hive进行数据查询

48. 在Spark中,以下哪种方式不是使用HBase作为分布式数据库:

A. 使用MongoDB作为分布式数据库
B. 使用HBase作为分布式数据库
C. 使用Cassandra作为分布式数据库
D. 使用Hive作为分布式数据库

49. 在HBase中,当客户端发起读请求时,首先会在哪个节点上查找数据:

A. 根节点
B. 某个Region的节点
C. Zookeeper节点
D. 某个特定的行键值节点

50. 在HBase的CQRS架构中,以下哪个角色最适合处理写操作:

A. 读角色
B. 写角色
C. 事务角色
D. 索引角色

51. 下面哪种计算模型不是分布式计算的典型代表?

A. MapReduce
B. Spark
C. Hadoop
D. MongoDB

52. 在分布式计算中,MapReduce的主要作用是?

A. 将数据分散在多个节点上进行处理
B. 提供一种高效的序列化/反序列化机制
C. 负责处理数据的存储和读取
D. 负责处理地图和键值对的数据存储和读取

53. 以下哪个分布式计算框架不依赖于Hadoop?

A. Hive
B. Pig
C. HBase
D. Spark

54. 在分布式系统中,为了保证数据的一致性,下列哪种方法被广泛采用?

A. 集中式存储
B. 分布式的数据复制
C. 消息队列
D. 两阶段提交

55. 分布式系统中的“CAP理论”指出,一个分布式系统最多只能满足一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition Tolerance)这三个属性中的两个。下列哪个选项不能满足这三个属性中的两个?

A. 一致性存储
B. 可扩展的磁盘存储
C. 数据分片
D. 最终一致性

56. 分布式系统中的Zookeeper的作用不包括?

A. 维护配置信息
B. 提供高可用性的数据同步
C. 实现主从复制
D. 处理分布式事务

57. 在Spark中,数据存储的方式有多种,以下哪一种不是?

A. RDD
B. DataFrame
C. Dataset
D. Java对象

58. 下列哪种算法不是分布式计算中常用的共识算法?

A. Paxos
B. Raft
C. leader election
D.ISR(In-Sync Replicas)

59. 在分布式系统中,下列哪种模式能保证数据的高可用性?

A. 单点故障
B. 负载均衡
C. 数据复制
D. 两阶段提交

60. 在分布式计算中,下列哪种方式可以提高系统的性能?

A. 增加计算节点
B. 使用更快的存储设备
C. 将数据分散到更多的节点上
D. 使用压缩数据

61. 以下哪种缓存策略能够在高并发情况下保持较高的性能?

A. 直接将数据存储在内存中
B. 将数据异步地存储在磁盘上
C. 使用分布式缓存系统
D. 将所有数据都缓存在单个节点上

62. 下面哪种缓存机制利用了局部性的原则来提高缓存性能?

A. 分布式缓存
B. 分布式事务
C. 缓存热点数据
D. 预加载

63. 以下哪种类型的缓存可以最大程度地减少数据的访问延迟?

A. 本地缓存
B. 分布式缓存
C. 反向代理缓存
D. CDN缓存

64. 以下哪个分布式缓存框架是基于Redis实现的?

A. Redis
B. Memcached
C. Apache Ignite
D. Hazelcast

65. 在分布式系统中,为了避免 cache的一致性问题,通常采用哪种机制来保证缓存的一致性?

A. 强一致性
B. 最终一致性
C. 一致性模型
D. 异步更新

66. 以下哪种缓存策略适用于读取操作远多于写入操作的场景?

A. 写入优先策略
B. 读取优先策略
C. 时间片轮转策略
D. 最近最少使用(LRU)策略

67. 以下哪个分布式缓存框架支持在多个节点之间进行数据分片和负载均衡?

A. Redis
B. Memcached
C. Apache Ignite
D. Hazelcast

68. 当缓存达到一定大小时,以下哪种策略可以帮助优化磁盘空间的使用?

A. 只保留最近最少使用的数据
B. 只保留最常用的数据
C. 随机删除数据
D. 按键排序并删除

69. 在分布式缓存系统中,为了保证数据的可用性,通常需要实现哪些功能?

A. 数据持久化
B. 数据备份
C. 数据压缩
D. 数据合并

70. 以下哪种缓存策略能够最大程度地减少网络传输的开销?

A. 将数据预加载到内存中
B. 将数据异步地存储在磁盘上
C. 数据缓存在本地,通过网络同步到其他节点
D. 将所有数据都缓存在单个节点上

71. 分布式系统中,Zookeeper的作用是什么?

A. 负责维护分布式系统的状态
B. 提供分布式锁服务
C. 负责协调分布式事务
D. 以上都对

72. 在分布式系统中,如何解决不同节点上的数据一致性问题?

A. 强一致性
B. 最终一致性
C. 一致性模型
D. 异步提交

73. 分布式事务处理中,Paxos算法的优点是什么?

A. 高可用性
B. 强一致性
C. 支持事务并发执行
D. 低延迟

74. 什么是CAP理论?在分布式系统中,它如何限制系统的性能?

A. 将系统分为读写两个部分,写操作受到限制
B. 将系统分为共享状态和非共享状态,共享状态受到限制
C. 将系统分为可伸缩组和不可伸缩组,可伸缩组受到限制
D. 将系统分为消费者和生产者,消费者受到限制

75. Zookeeper中的节点的角色有哪些?

A. 协调器、选举器、领导者、 follower
B. 协调器、选举器、领导者、观察者
C. 协调器、管理员、选举器、follower
D. 协调器、选举器、管理员、follower

76. 如何保证在分布式系统中的数据一致性?

A. 使用Zookeeper
B. 使用etcd
C. 使用数据库
D. 以上都对

77. MapReduce中的Mapper和Reducer有什么区别?

A. Mapper负责数据的读取和处理,Reducer负责数据的合并和处理
B. Mapper负责数据的写入和处理,Reducer负责数据的读取和处理
C. Mapper负责数据的聚合,Reducer负责数据的分组和统计
D. 以上都对

78. HBase中的RegionServer的作用是什么?

A. 管理HBase集群
B. 负责Region的划分和路由
C. 负责Region的读写处理
D. 以上都对

79. 在分布式系统中,如何实现负载均衡?

A. 使用负载均衡器
B. 使用反向代理
C. 使用数据库轮询
D. 以上都对

80. 分布式系统中,如何保证数据的安全性?

A. 使用加密通信
B. 使用访问控制
C. 使用数据备份和恢复
D. 以上都对

81. 分布式系统中,一致性哈希算法的主要作用是:

A. 保证数据分布均匀
B. 实现节点间的负载均衡
C. 提供数据的自动分区和路由
D. 保证数据的高可用性

82. 分布式系统中的Paxos算法主要用于解决:

A. 一致性问题
B. 容错问题
C. 性能优化问题
D. 数据分区问题

83. MapReduce模型中,Map阶段的主要任务是:

A. 对输入数据进行预处理
B. 将数据分成多个片段,并将每个片段发送到不同的Reducer进行处理
C. 对输出数据进行排序
D. 更新Reducer之间的状态

84. HBase中的表是由以下几部分构成的:

A. 列族
B. 列限定符
C. 行键
D. 数据

85. 在分布式系统中,Zookeeper的作用是:

A. 实现数据的共享存储
B. 负责分布式任务的调度
C. 维护分布式系统的配置信息
D. 提供分布式事务的支持

86. CAP理论中,下列哪个选项描述了分布式系统的特性?

A. 一致性(Consistency)
B. 可用性(Availability)
C. 分区容错性(Partition Tolerance)
D. 可靠性(Reliability)

87. 微服务架构中,下列哪个部分是核心组件?

A. 微服务
B. 容器
C. 编排服务
D. 数据库

88. 在Spark中,RDD的主要转换操作有哪些?

A. map, filter, union, sample
B. count, collect, saveAsTextFile, join
C. cogroup, distinct, groupByKey, reduceByKey
D.aggregate, rename, sort, bucketBy

89. 对于分布式缓存,下列哪个选项不是其优点之一?

A. 高性能
B. 可扩展性
C. 数据持久化
D. 数据一致性

90. 在分布式系统中,下列哪个概念用于解决不同进程间消息传递的问题?

A. 请求-响应模式
B. 发布-订阅模式
C. 远程过程调用(RPC)
D. 事件驱动模式
二、问答题

1. 什么是分布式系统?


2. 分布式系统中,客户端和服务器端分别扮演什么角色?


3. 分布式系统中,通信方式有哪些?


4. 如何保证分布式系统的一致性?


5. 什么是Paxos算法?


6. 分布式数据库有哪些类型?


7. 什么是分布式缓存?


8. Zookeeper的作用是什么?


9. 什么是微服务架构?


10. 如何实现分布式系统的性能优化?




参考答案

选择题:

1. A 2. C 3. A 4. A 5. D 6. C 7. C 8. A 9. B 10. A
11. A 12. A 13. A 14. A 15. A 16. C 17. B 18. B 19. A 20. C
21. B 22. D 23. A 24. C 25. B 26. D 27. B 28. D 29. B 30. C
31. A 32. B 33. A 34. B 35. A 36. D 37. B 38. C 39. A 40. A
41. B 42. C 43. B 44. A 45. A 46. B 47. B 48. A 49. B 50. B
51. D 52. A、B、D 53. B 54. B 55. B 56. D 57. D 58. D 59. C 60. C
61. C 62. C 63. D 64. A 65. B 66. B 67. C 68. D 69. A、B 70. A
71. D 72. B 73. B 74. B 75. A 76. D 77. A 78. D 79. D 80. D
81. C 82. A 83. B 84. ABD 85. C 86. C 87. A 88. AC 89. C 90. D

问答题:

1. 什么是分布式系统?

分布式系统是由一组通过网络连接、协同工作且以不同方式分布数据和任务的计算机节点组成的系统。
思路 :理解分布式系统的定义和特点。

2. 分布式系统中,客户端和服务器端分别扮演什么角色?

客户端主要负责数据的访问和操作,而服务器端主要负责数据的存储和维护。
思路 :根据分布式系统的组成部分进行划分。

3. 分布式系统中,通信方式有哪些?

常见的通信方式有TCP/IP、HTTP、 message queue等。
思路 :了解分布式系统通信的基本知识。

4. 如何保证分布式系统的一致性?

可以使用分布式锁、复制数据、一致性哈希等技术来保证分布式系统的一致性。
思路 :熟悉分布式系统一致性的常见方法。

5. 什么是Paxos算法?

Paxos算法是一种在分布式系统中实现一致性选择的算法。
思路 :了解分布式系统一致性问题的解决方法。

6. 分布式数据库有哪些类型?

常见的分布式数据库有HBase、Cassandra、MapReduce等。
思路 :熟悉分布式数据库的分类和特点。

7. 什么是分布式缓存?

分布式缓存是利用分布式系统提高数据访问速度的技术。
思路 :了解分布式缓存的基本概念和作用。

8. Zookeeper的作用是什么?

Zookeeper是一个分布式协调服务,用于维护配置信息、提供分布式锁、实现分布式队列等功能。
思路 :熟悉Zookeeper在分布式系统中的应用。

9. 什么是微服务架构?

微服务架构是一种软件架构设计风格,将一个大型应用程序拆分成多个小型服务。
思路 :了解微服务架构的概念和特点。

10. 如何实现分布式系统的性能优化?

可以通过负载均衡、数据分片、缓存策略、代码优化等方式来提升分布式系统的性能。
思路 :了解如何从不同方面进行分布式系统性能优化。

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