分布式系统是计算机科学中的一个重要领域，它涉及到多个独立计算节点通过网络进行通信和协作，以完成共同的任务。在2021年电子科技大学的分布式系统课程中，学生可能需要掌握一系列核心概念和技术，这些知识点在2020年的考试题回忆版中也有所体现。
1. 分布式系统的定义与特性：
分布式系统是由多台独立的计算机和硬件设备组成，通过网络互相连接，共享资源并协同工作。它们的主要特性包括：透明性（如位置透明性、复制透明性等）、高可用性、容错性、并发控制和资源共享。
2. 分布式计算模型：
- MapReduce模型：是一种用于大规模数据处理的编程模型，由Google提出，包含Map和Reduce两个主要阶段。
- Actor模型：每个Actor是一个独立的计算实体，通过消息传递进行通信，避免了共享状态的复杂性。
- P2P（对等计算）模型：网络中的每个节点既是服务消费者也是服务提供者，如BitTorrent协议。
3. 分布式一致性与CAP理论：
- CAP理论指出，一个分布式系统不能同时满足一致性、可用性和分区容忍性这三个基本需求，必须在其中做出权衡。
- 一致性模型：强一致性、弱一致性、最终一致性等，不同的模型适用于不同场景。
4. 分布式数据存储与管理：
- 分布式数据库：如Hadoop HBase、Cassandra等，用于存储大量非结构化或半结构化数据。
- 分布式文件系统：如Hadoop的HDFS，为大数据处理提供高吞吐量的数据访问。
- 数据复制策略：单主复制、多主复制、异步复制、同步复制等，各有优缺点。
5. 分布式事务处理：
- 2PC（两阶段提交）、3PC（三阶段提交）等事务协议，确保在分布式环境下的数据一致性。
- BASE理论：基本可用、软状态、最终一致性，是分布式系统中常见的妥协方案。
6. 分布式锁与共识算法：
- Paxos、Raft、Zookeeper等共识算法用于达成节点间的一致决策。
- 分布式锁用于解决并发环境下资源的互斥访问，如Redis实现的分布式锁。
7. 容错与恢复机制：
- 心跳检测、超时重试、故障检测算法等，确保系统能够快速识别并应对节点故障。
- 检错码（如CRC）、冗余备份、检查点和日志记录等技术用于错误恢复。
8. 并发控制与调度：
- 分布式系统中的锁、令牌环、两阶段锁定等机制用于控制并发操作。
- 调度算法（如LRU、LFU）优化资源分配，提升系统性能。
9. 网络通信与协议：
- TCP/IP协议栈，包括应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。
- RPC（远程过程调用）协议，简化分布式系统间的通信。
在准备电子科技大学的分布式系统考试时，考生需要深入理解以上知识点，并通过2020年的试题回忆版进行实践训练，以便更好地理解和运用这些理论。同时，阅读《分布式系统》等相关教材，可以帮助加深理解，提高解决问题的能力。
评论0