自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁寧波城市職業技術學院《分布式存儲和并行計算》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在分布式數據庫的存儲管理中，以下哪種存儲引擎更適合處理頻繁更新的數據？（）A.關系型存儲引擎B.文檔型存儲引擎C.鍵值存儲引擎D.列式存儲引擎2、在一個分布式數據庫系統中，當新的數據節點需要加入系統時，數據的重新分布和平衡是一個重要的操作。假設系統采用了自動數據平衡機制，以下哪個因素對于確定數據遷移的量和方向起著最為關鍵的作用？（）A.新數據節點的存儲容量和性能B.現有數據節點的數據負載和網絡帶寬C.數據的訪問模式和熱點區域分布D.以上因素共同起著關鍵作用，需要綜合考慮3、在分布式數據庫系統中，事務的原子性、一致性、隔離性和持久性（ACID）特性面臨著新的挑戰。假設一個分布式銀行系統，處理多個賬戶之間的轉賬操作。對于以下關于分布式事務特性保障的描述，哪一項是錯誤的？（）A.原子性要求轉賬操作要么全部完成，要么全部不完成，不能出現部分成功部分失敗的情況B.一致性確保轉賬前后賬戶的余額總和不變，以及滿足銀行的業務規則C.隔離性使得一個事務在執行過程中不受其他并發事務的干擾D.持久性只需要保證事務在本地節點成功提交后的數據不丟失，無需考慮其他節點4、在分布式數據庫系統中，以下關于數據一致性協議的說法，哪一項是錯誤的？（）A.Paxos協議常用于保證數據的強一致性B.Raft協議比Paxos協議更復雜，性能更高C.一致性協議的選擇取決于系統的需求和特點D.一致性協議可以確保在分布式環境下數據的一致性5、考慮一個分布式數據庫系統，其中不同節點存儲了客戶的訂單信息和庫存信息。當進行查詢以確定某商品是否有足夠庫存來滿足新訂單時，以下哪種策略最能確保數據的準確性和及時性？（）A.在每個節點獨立查詢并匯總結果B.僅在主節點查詢，忽略其他從節點的數據C.先在本地節點查詢，若不足再查詢其他節點D.隨機選擇一個節點進行查詢6、在分布式數據庫環境中，數據的副本放置策略對于系統的性能和可靠性有著重要影響。假設一個分布式金融交易數據庫，交易數據在多個節點上有副本。為了提高系統在節點故障時的可用性，以下哪種副本放置策略可能最為合適？（）A.將副本均勻分布在不同的地理位置B.將副本集中放置在少數幾個高性能節點C.根據節點的負載情況動態調整副本放置D.隨機放置副本，不考慮其他因素7、分布式數據庫中的緩存機制有助于提高性能。以下關于緩存一致性的維護，不準確的是（）A.可以采用寫直達或寫回策略B.緩存一致性對系統性能影響較小C.分布式環境下緩存一致性更難維護D.需要考慮緩存失效和更新的策略8、在一個跨多個數據中心的分布式數據庫系統中，為了保證數據的一致性和可用性，以下哪種技術是常用的？（）A.兩階段提交協議B.三階段提交協議C.Paxos協議D.以上都是9、在一個跨區域的分布式數據庫系統中，不同地區的數據中心之間存在著較大的網絡延遲。為了優化查詢性能，以下哪種方法不太適合？（）A.增加數據副本在不同地區的分布B.減少跨區域的數據查詢操作C.采用集中式的數據存儲方式D.對數據進行分區存儲，使得查詢盡量在本地完成10、分布式數據庫系統中的數據復制機制在提高數據可用性方面發揮著重要作用。假設有一個主從復制架構，主節點負責寫入操作，多個從節點用于讀取操作。當主節點發生故障時，需要從多個從節點中選擇一個提升為主節點。在選擇新主節點的過程中，以下哪個因素是最關鍵的考慮因素？（）A.從節點的數據與主節點的同步程度B.從節點的硬件性能和網絡帶寬C.從節點的負載情況D.從節點與其他節點的網絡連接穩定性11、在一個分布式數據庫系統中，數據分布在多個節點上。假設存在節點A、B和C，其中節點A存儲了部分客戶信息，節點B存儲了訂單信息，節點C存儲了產品信息。當進行一個涉及客戶、訂單和產品的復雜查詢時，需要在多個節點之間進行數據傳輸和協調。以下關于這種情況下數據一致性和性能優化的描述，哪一項是正確的？（）A.為了確保數據一致性，應在每次查詢時都將所有相關數據從各個節點復制到一個中央節點進行處理，這樣可以避免數據不一致的問題，但會增加數據傳輸量和處理時間B.可以通過在各個節點上預先計算和存儲一些常用的關聯結果，以減少查詢時的數據傳輸和計算量，但這可能需要額外的存儲空間和更新成本C.由于分布式環境下數據一致性難以保證，應盡量減少復雜查詢，而采用簡單的獨立查詢在各個節點上進行，然后在應用層進行結果的整合D.為了提高性能，應忽略數據一致性的要求，允許各個節點在一定時間內的數據差異，然后定期進行數據同步和校正12、分布式數據庫系統中的事務處理需要考慮分布式環境的特點。假設一個分布式在線訂票系統，處理用戶的訂票和退票操作。以下關于分布式事務處理的描述，哪一項是錯誤的？（）A.分布式事務可能會涉及多個節點的協調和通信，增加了事務處理的復雜性B.可以采用補償事務的方式來處理事務失敗的情況，撤銷已經執行的部分操作C.分布式事務的提交時間通常比集中式事務短，因為可以并行處理多個節點的操作D.事務的隔離級別在分布式環境中可能需要根據具體情況進行調整和優化13、分布式數據庫系統中的查詢優化器需要考慮分布式環境的特點。假設一個查詢需要關聯多個分布在不同站點的數據表，以下哪種優化器策略能夠有效地減少網絡開銷？（）A.盡量減少數據在站點之間的傳輸量B.優先選擇在數據量最大的站點進行計算C.隨機選擇一個站點作為計算的主站點D.將查詢分解為多個獨立的子查詢，分別在不同站點執行14、考慮一個分布式數據庫用于醫療系統，存儲了患者的病歷和診斷信息。以下哪種方式最能保證患者數據的安全性？（）A.訪問控制和身份驗證B.數據加密和備份C.定期審計和監測D.以上都是15、在一個分布式數據庫系統中，數據的加密和解密操作會對系統性能產生一定影響。假設需要對敏感數據進行加密存儲，以下哪種加密方式在保證安全性的同時對查詢性能的影響較小？（）A.對稱加密B.非對稱加密C.哈希加密D.混合加密（對稱加密和非對稱加密結合）16、分布式數據庫中的一致性級別對于數據的準確性和可用性有重要影響。當需要保證強一致性時，以下哪種策略可能會導致較高的系統開銷？（）A.兩階段提交B.最終一致性C.本地一致性D.弱一致性17、分布式數據庫系統中的數據分布策略需要綜合考慮多種因素。假設一個金融交易數據庫需要按照客戶賬號進行分布，同時要考慮數據的訪問頻率和數據量。以下哪種分布方式可能會在數據訪問效率和存儲成本之間取得較好的平衡？（）A.將活躍客戶的數據集中存儲在一個高性能的站點，非活躍客戶的數據分布在其他站點B.按照客戶賬號的哈希值均勻分布在多個站點上C.根據客戶所在地區，將數據分布在相應地區的站點上D.隨機將客戶數據分布在各個站點上，通過負載均衡來優化訪問18、某分布式數據庫系統中的數據節點之間通過網絡進行通信，網絡的穩定性和可靠性會影響系統的性能。以下關于網絡故障的應對策略，哪一項是最需要提前規劃的？（）A.建立網絡備份線路，確保通信的連續性B.優化網絡拓撲結構，減少單點故障的影響C.制定網絡故障的檢測和恢復機制D.以上三個方面都需要提前規劃，以提高系統在網絡故障情況下的穩定性19、分布式數據庫系統中的索引維護是一項重要的任務。假設數據更新頻繁，以下哪種索引結構在這種情況下能夠較好地平衡查詢性能和索引維護的效率？（）A.B樹索引B.B+樹索引C.哈希索引D.位圖索引20、在分布式數據庫系統中，以下哪種技術可以提高數據的讀寫并發性能？（）A.讀寫分離B.數據分區C.索引優化D.以上都是21、分布式數據庫系統中的查詢優化器需要適應分布式環境的特點。假設一個分布式旅游預訂系統，存儲酒店信息、用戶評價和預訂記錄等。以下關于查詢優化器的工作，哪一項是不正確的？（）A.優化器需要考慮數據的分布情況，選擇最優的節點執行查詢操作B.可以根據統計信息和成本模型來評估不同查詢計劃的優劣C.優化器只需要關注查詢的執行時間，不需要考慮資源的消耗D.對于復雜的查詢，可以采用啟發式算法來生成可能的查詢計劃22、分布式數據庫中的數據一致性檢查可能會影響系統性能。以下哪種一致性檢查方式對性能的影響較小？（）A.異步檢查B.定期檢查C.實時檢查D.隨機檢查23、分布式數據庫中的數據分布需要考慮數據的訪問熱度和節點的負載情況。假設一個分布式新聞數據庫，熱門新聞的訪問量遠高于普通新聞。如果采用基于訪問熱度的數據分布策略，以下哪種方式可能最有效地提高系統性能？（）A.將熱門新聞均勻分布到各個節點B.將熱門新聞集中存儲在少數高性能節點C.根據新聞發布時間進行分布，近期新聞存儲在高性能節點D.隨機分布熱門新聞，不考慮節點性能24、在一個分布式數據庫系統中，查詢優化是一個重要的挑戰，因為數據分布在多個節點上，而且網絡延遲和數據傳輸量會影響查詢性能。假設需要執行一個涉及多個表連接和聚合操作的復雜查詢，以下哪種查詢優化技術可能最有效？（）A.在查詢執行前，根據數據分布和查詢條件，重新組織表的結構和索引，以減少數據的移動和計算量B.將查詢分解為多個子查詢，在各個節點上并行執行，然后在本地進行結果的合并和匯總C.利用緩存技術，將經常訪問的數據和中間結果存儲在本地節點，以減少重復計算和數據傳輸D.以上三種技術的結合，根據具體的查詢和系統環境，靈活選擇和應用優化策略25、當需要在分布式數據庫中存儲大量的半結構化數據時，以下哪種數據模型更合適？（）A.關系模型B.文檔模型C.圖模型D.層次模型二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋分布式數據庫中的副本管理技術，如副本的創建、更新和一致性維護，分析副本數量對系統性能和可靠性的影響。2、（本題5分）詳細描述分布式數據庫系統中的負載均衡技術，包括動態負載均衡和靜態負載均衡，說明其實現原理和效果評估。3、（本題5分）請說明分布式數據庫系統中的數據一致性協議（如Paxos、Raft等）的工作原理和特點，以及它們在實際應用中的選擇依據。4、（本題5分）請說明在分布式環境下如何進行數據庫的查詢計劃緩存共享和復用，提高查詢處理的效率。三、綜合應用題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一家物流企業為預測貨物需求，對歷史訂單數據進行時間序列分析。說明在分布式數據庫中如何進行時間序列數據的存儲和分析。2、（本題5分）一家電商企業計劃開展二手商品交易業務，需要處理商品評估、交易記錄和用戶信用等數據。請設計分布式數據庫方案來支持該業務，包括數據的存儲和管理、評估模型的實現、信用體系的構建和交易數據的分析，以及如何保障二手商品交易的公平性和安全性。3、（本題5分）一家電商企業計劃開展跨境電商直播業務，需要處理多語言直播數據、跨境支付數據和國際物流數據。請設計分布式數據庫解決方案，包括數據的采集和處理、直播數據的存儲和分析、支付和物流數據的管理，以及如何應對跨境業務中的數據法規和匯率問題。4、（本題5分）某電商平臺在雙十一期間面臨巨大的流量壓力，現有的分布式數據庫系統出現性能瓶頸。請分析可能的原因，并提出優化方案，包括硬件升級、數據庫配置調整、索引優化和數據分區的改進等。5、（本題5分）一家在線旅游平臺的分布式數據庫需要與第三方支付系統進行集成。請設計安全可靠的數據交互方案，確保支付數據的準確傳輸和處理，同時防范支付欺詐和數據泄露風險。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在跨多個數據中心的分布式數據庫系統中，數據同步和一致性維護面臨著更大的挑戰