青海大學(xué)昆侖學(xué)院《分布式與并行計算》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁青海大學(xué)昆侖學(xué)院

《分布式與并行計算》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，以下哪種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更有利于數(shù)據(jù)的快速傳輸？（）A.星型拓?fù)銪.環(huán)型拓?fù)銫.總線型拓?fù)銬.樹型拓?fù)?、當(dāng)在分布式數(shù)據(jù)庫中處理跨節(jié)點的事務(wù)時，以下哪個問題是最具挑戰(zhàn)性的？（）A.事務(wù)的原子性保證B.事務(wù)的隔離性保證C.事務(wù)的持久性保證D.事務(wù)的并發(fā)控制3、當(dāng)分布式數(shù)據(jù)庫中的節(jié)點之間網(wǎng)絡(luò)延遲較大時，以下哪種數(shù)據(jù)同步方式可能會受到較大影響？（）A.實時同步B.定時同步C.批量同步D.異步同步4、考慮一個分布式數(shù)據(jù)庫用于醫(yī)療系統(tǒng)，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(shù)據(jù)的安全性？（）A.訪問控制和身份驗證B.數(shù)據(jù)加密和備份C.定期審計和監(jiān)測D.以上都是5、分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)分片策略可能會影響查詢的復(fù)雜性。以下哪種分片策略可能導(dǎo)致跨分片查詢較為復(fù)雜？（）A.基于范圍的分片B.基于哈希的分片C.基于列表的分片D.隨機分片6、在選擇分布式數(shù)據(jù)庫的存儲引擎時，以下哪個因素對于數(shù)據(jù)的寫入性能影響最大？（）A.磁盤I/O性能B.內(nèi)存使用效率C.數(shù)據(jù)壓縮算法D.索引結(jié)構(gòu)7、某分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一個節(jié)點發(fā)生故障，導(dǎo)致存儲在該節(jié)點上的數(shù)據(jù)暫時不可用。為了保證系統(tǒng)的持續(xù)運行和數(shù)據(jù)的完整性，以下哪種恢復(fù)策略是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.立即從其他正常節(jié)點復(fù)制相同的數(shù)據(jù)來恢復(fù)故障節(jié)點的數(shù)據(jù)，同時暫停對相關(guān)數(shù)據(jù)的訪問，直到恢復(fù)完成B.利用預(yù)先創(chuàng)建的備份來恢復(fù)故障節(jié)點的數(shù)據(jù)，恢復(fù)過程中允許對其他不相關(guān)的數(shù)據(jù)進行訪問，但可能會導(dǎo)致一定時間的數(shù)據(jù)丟失C.啟動故障轉(zhuǎn)移機制，將故障節(jié)點上的工作負(fù)載轉(zhuǎn)移到其他正常節(jié)點，并在后臺逐步恢復(fù)故障節(jié)點的數(shù)據(jù)D.以上三種策略的組合，根據(jù)故障的嚴(yán)重程度和系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)選擇最合適的恢復(fù)方式8、在分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)是一個重要的問題。以下關(guān)于分布式數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)的描述中，錯誤的是？（）A.分布式數(shù)據(jù)庫需要定期進行數(shù)據(jù)備份，以防止數(shù)據(jù)丟失或損壞B.分布式數(shù)據(jù)庫的備份可以采用全量備份和增量備份相結(jié)合的方式，以提高備份效率C.分布式數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)需要考慮數(shù)據(jù)的分布情況和備份策略，以確保能夠快速地恢復(fù)數(shù)據(jù)D.分布式數(shù)據(jù)庫的備份和恢復(fù)可以完全自動化進行，不需要人工干預(yù)9、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的索引維護是一項重要的任務(wù)。假設(shè)數(shù)據(jù)更新頻繁，以下哪種索引結(jié)構(gòu)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10、分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)存儲是一個關(guān)鍵問題。以下關(guān)于數(shù)據(jù)存儲的方法中，錯誤的是？（）A.數(shù)據(jù)存儲可以采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、NoSQL數(shù)據(jù)庫或分布式文件系統(tǒng)等不同的存儲技術(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的特點和需求進行選擇B.數(shù)據(jù)存儲可以采用分布式存儲架構(gòu)，將數(shù)據(jù)存儲在多個節(jié)點上，以提高存儲容量和性能C.數(shù)據(jù)存儲可以采用數(shù)據(jù)分區(qū)和索引技術(shù)，以便快速地查詢和訪問數(shù)據(jù)D.數(shù)據(jù)存儲只需要考慮存儲容量和性能，不需要考慮數(shù)據(jù)的安全性和可靠性11、某分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要與其他數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，以下哪種數(shù)據(jù)格式是比較通用和易于轉(zhuǎn)換的？（）A.CSV格式B.JSON格式C.XML格式D.以上都是12、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的并發(fā)控制機制用于協(xié)調(diào)多個事務(wù)對數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問。假設(shè)一個分布式在線游戲的數(shù)據(jù)庫，處理玩家的操作和游戲狀態(tài)更新。以下關(guān)于并發(fā)控制機制的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.樂觀并發(fā)控制適合沖突較少的場景，通過在提交時檢查沖突來提高并發(fā)度B.悲觀并發(fā)控制通過在操作前加鎖來避免沖突，但可能會導(dǎo)致鎖等待和降低并發(fā)性能C.多版本并發(fā)控制可以提供更好的并發(fā)性能，但會增加數(shù)據(jù)存儲和管理的復(fù)雜性D.并發(fā)控制機制只需要在數(shù)據(jù)寫入時進行，讀取操作不需要考慮并發(fā)控制13、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)遷移是常見的操作。假設(shè)需要將大量數(shù)據(jù)從一個站點遷移到另一個站點，以下哪種方式可以最大程度地減少遷移過程對系統(tǒng)正常運行的影響？（）A.在業(yè)務(wù)低峰期進行遷移，逐步遷移數(shù)據(jù)B.先停止系統(tǒng)服務(wù)，完成遷移后再重新啟動C.同時進行數(shù)據(jù)遷移和正常的業(yè)務(wù)處理，通過資源分配來平衡D.將數(shù)據(jù)壓縮后一次性遷移14、在分布式數(shù)據(jù)庫的存儲管理中，以下哪種存儲策略更適合處理冷熱數(shù)據(jù)？（）A.分層存儲B.統(tǒng)一存儲C.分布式存儲D.集中式存儲15、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分片可能會導(dǎo)致跨分片查詢的復(fù)雜性增加。假設(shè)一個電商數(shù)據(jù)庫按照商品類別和地區(qū)進行了分片，當(dāng)需要查詢某個地區(qū)特定類別商品的銷售情況時，以下哪種方法可以提高查詢的效率？（）A.在每個分片上執(zhí)行查詢，然后在應(yīng)用層進行結(jié)果合并B.建立全局索引，覆蓋所有分片的數(shù)據(jù)C.將查詢分解為多個子查詢，分別在相關(guān)分片上執(zhí)行D.定期將分片數(shù)據(jù)合并到一個中央數(shù)據(jù)庫進行查詢16、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)策略需要考慮數(shù)據(jù)量和恢復(fù)時間目標(biāo)。假設(shè)系統(tǒng)需要在短時間內(nèi)恢復(fù)大量數(shù)據(jù)，以下哪種備份方式和恢復(fù)策略是最合適的？（）A.全量備份結(jié)合增量備份，恢復(fù)時先恢復(fù)全量再應(yīng)用增量B.差異備份結(jié)合全量備份，恢復(fù)時先恢復(fù)差異再恢復(fù)全量C.只進行全量備份，恢復(fù)時直接使用全量備份D.實時同步數(shù)據(jù)到備用站點，故障時切換到備用站點17、分布式數(shù)據(jù)庫中的查詢處理涉及多個節(jié)點的協(xié)作。以下關(guān)于分布式查詢執(zhí)行計劃的生成，不正確的是（）A.需要考慮數(shù)據(jù)分布和網(wǎng)絡(luò)開銷B.可以完全由中央節(jié)點生成C.各節(jié)點可以根據(jù)本地情況優(yōu)化執(zhí)行計劃D.執(zhí)行計劃的生成是一個復(fù)雜的過程18、在分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)分片是一種將數(shù)據(jù)劃分成多個片段并存儲在不同節(jié)點上的技術(shù)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)分片的描述中，錯誤的是？（）A.數(shù)據(jù)分片可以提高數(shù)據(jù)的查詢性能，因為可以并行地在多個節(jié)點上進行查詢B.數(shù)據(jù)分片可以根據(jù)數(shù)據(jù)的屬性或業(yè)務(wù)規(guī)則進行劃分，例如按照地理位置、時間范圍等進行分片C.數(shù)據(jù)分片需要考慮數(shù)據(jù)的完整性和一致性，確保不同分片之間的數(shù)據(jù)能夠正確地組合和查詢D.數(shù)據(jù)分片一旦確定就不能再進行調(diào)整和改變，否則會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)故障19、在一個跨多個數(shù)據(jù)中心的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)復(fù)制的延遲可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致。假設(shè)一個數(shù)據(jù)中心的更新操作需要一段時間才能復(fù)制到其他數(shù)據(jù)中心，以下哪種技術(shù)可以減少這種不一致性對應(yīng)用的影響？（）A.增加數(shù)據(jù)復(fù)制的頻率B.使用緩存來暫存未同步的數(shù)據(jù)C.應(yīng)用程序在讀取數(shù)據(jù)時進行版本檢查和沖突解決D.以上技術(shù)都可以減少不一致性的影響20、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)跨節(jié)點的事務(wù)處理，需要解決分布式事務(wù)的協(xié)調(diào)和一致性問題。以下關(guān)于分布式事務(wù)的處理方式，哪一種是最復(fù)雜但能夠提供最強一致性保證的？（）A.兩階段提交協(xié)議B.三階段提交協(xié)議C.基于補償?shù)氖聞?wù)處理D.最終一致性事務(wù)處理21、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的事務(wù)隔離級別決定了事務(wù)之間的可見性和并發(fā)程度。假設(shè)一個分布式在線預(yù)訂系統(tǒng)，同時有多個用戶進行預(yù)訂操作。以下關(guān)于事務(wù)隔離級別的描述，不正確的是：（）A.讀未提交隔離級別允許一個事務(wù)讀取另一個未提交事務(wù)的數(shù)據(jù)，可能導(dǎo)致臟讀問題B.讀已提交隔離級別保證一個事務(wù)只能讀取已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，避免了臟讀，但可能存在不可重復(fù)讀問題C.可重復(fù)讀隔離級別在一個事務(wù)內(nèi)多次讀取的數(shù)據(jù)是一致的，避免了不可重復(fù)讀，但可能存在幻讀問題D.串行化隔離級別提供了最高的隔離性，完全避免了臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀問題，但系統(tǒng)并發(fā)性能最差。因此，在任何情況下都不應(yīng)該選擇串行化隔離級別，而應(yīng)優(yōu)先選擇低隔離級別以提高并發(fā)性能22、分布式數(shù)據(jù)庫中的元數(shù)據(jù)管理至關(guān)重要。以下關(guān)于元數(shù)據(jù)的描述，錯誤的是（）A.包括數(shù)據(jù)分布信息、索引信息等B.元數(shù)據(jù)的一致性容易維護C.對系統(tǒng)的查詢優(yōu)化和管理有重要作用D.元數(shù)據(jù)的存儲和訪問需要高效的機制23、分布式數(shù)據(jù)庫中的事務(wù)隔離級別與集中式數(shù)據(jù)庫類似。以下關(guān)于可串行化隔離級別的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.提供最高級別的事務(wù)隔離B.對系統(tǒng)性能影響較大C.可以避免所有的并發(fā)問題D.實現(xiàn)難度較低24、在分布式數(shù)據(jù)庫的容災(zāi)方案中，以下哪個措施對于快速恢復(fù)數(shù)據(jù)至關(guān)重要？（）A.異地備份B.數(shù)據(jù)復(fù)制C.定期演練恢復(fù)流程D.以上都是25、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，當(dāng)新的數(shù)據(jù)節(jié)點需要加入系統(tǒng)時，數(shù)據(jù)的重新分布和平衡是一個重要的操作。假設(shè)系統(tǒng)采用了自動數(shù)據(jù)平衡機制，以下哪個因素對于確定數(shù)據(jù)遷移的量和方向起著最為關(guān)鍵的作用？（）A.新數(shù)據(jù)節(jié)點的存儲容量和性能B.現(xiàn)有數(shù)據(jù)節(jié)點的數(shù)據(jù)負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)帶寬C.數(shù)據(jù)的訪問模式和熱點區(qū)域分布D.以上因素共同起著關(guān)鍵作用，需要綜合考慮26、在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的一致性模型會影響系統(tǒng)的性能和可用性。假設(shè)一個分布式外賣配送系統(tǒng)，實時更新訂單狀態(tài)和騎手位置。以下關(guān)于數(shù)據(jù)一致性模型的選擇，哪一項是不正確的？（）A.強一致性模型能夠提供最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但可能導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)延遲較高B.最終一致性模型適用于對數(shù)據(jù)實時性要求不高的場景，如歷史訂單查詢C.因果一致性模型可以保證有因果關(guān)系的操作的順序一致性，但對無因果關(guān)系的操作允許一定的不一致D.數(shù)據(jù)一致性模型的選擇只需要考慮系統(tǒng)性能，不需要考慮業(yè)務(wù)需求和用戶體驗27、在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的一致性維護需要權(quán)衡性能和準(zhǔn)確性。假設(shè)一個分布式外賣訂單系統(tǒng)，在訂單配送過程中，實時更新訂單狀態(tài)。對于訂單狀態(tài)的一致性要求，以下哪種策略可能最為合適？（）A.強一致性，確保每個用戶看到的訂單狀態(tài)實時準(zhǔn)確B.最終一致性，允許訂單狀態(tài)在一定時間內(nèi)更新延遲C.因果一致性，只保證有因果關(guān)系的訂單狀態(tài)更新順序正確D.讀己之所寫一致性，用戶看到自己更新的訂單狀態(tài)立即生效28、在分布式數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)延遲較大時，以下哪種操作會受到較大影響？（）A.數(shù)據(jù)查詢B.數(shù)據(jù)插入C.數(shù)據(jù)更新D.以上都是29、在分布式數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)進行數(shù)據(jù)分片時，以下哪種分片依據(jù)能夠更好地保證數(shù)據(jù)的獨立性？（）A.業(yè)務(wù)邏輯B.數(shù)據(jù)量C.數(shù)據(jù)類型D.節(jié)點位置30、在一個具有多個副本的數(shù)據(jù)分片的分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)的一致性維護是一個關(guān)鍵問題。假設(shè)存在三個副本分別存儲在不同的節(jié)點上，當(dāng)其中一個副本的數(shù)據(jù)被更新時，需要將更新傳播到其他副本以保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。以下關(guān)于一致性協(xié)議和更新傳播機制的描述，哪一項是正確的？（）A.采用強一致性協(xié)議，立即將更新同步到所有副本，這樣可以確保數(shù)據(jù)的一致性，但可能會導(dǎo)致系統(tǒng)的響應(yīng)時間增加，尤其是在網(wǎng)絡(luò)延遲較高的情況下B.采用弱一致性協(xié)議，允許副本之間存在一定時間的數(shù)據(jù)差異，然后定期進行同步，這樣可以提高系統(tǒng)的性能，但可能會在某些時間段內(nèi)提供不一致的數(shù)據(jù)C.采用最終一致性協(xié)議，只要保證在足夠長的時間內(nèi)所有副本能夠達到一致即可，無需實時同步更新，這種方式適合對數(shù)據(jù)一致性要求不高的應(yīng)用場景D.為了在一致性和性能之間取得平衡，可以采用一種混合一致性協(xié)議，根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性和訪問頻率來決定采用強一致性還是弱一致性二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在大規(guī)模分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的分級存儲和冷熱數(shù)據(jù)分離是提高存儲效率的重要策略。請全面論述數(shù)據(jù)分級存儲和冷熱數(shù)據(jù)分離的原則和方法，分析如何根據(jù)數(shù)據(jù)的訪問頻率和重要性進行分類存儲，探討在分布式環(huán)境下如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動遷移和管理，以及如何優(yōu)化分級存儲系統(tǒng)的性能和成本。2、（本題5分）詳細(xì)論述分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)，分析在分布式環(huán)境下如何高效地處理臟數(shù)據(jù)和不一致數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，如何優(yōu)化分布式排序操作的性能，分析排序算法的選擇、數(shù)據(jù)分布和并行處理的策略，以及對系統(tǒng)資源的利用。4、（本題5分）深入探討在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，基于數(shù)據(jù)血緣的變更管理技術(shù)，分析如何追蹤數(shù)據(jù)的變更歷史，支持?jǐn)?shù)據(jù)的版本控制和回滾操作。5、（本題5分）詳細(xì)探討分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分區(qū)的動態(tài)擴展和收縮技術(shù)，分析如何根據(jù)業(yè)務(wù)需求實時調(diào)整分區(qū)的大小和數(shù)量。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）請解釋分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)分區(qū)合并和拆分策略，根據(jù)數(shù)據(jù)量和訪問模式動態(tài)調(diào)整分區(qū)結(jié)構(gòu)。2、（本題5分）詳細(xì)描述分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)分布策略，如哈希分布、范圍分布等，分析它們對數(shù)據(jù)存儲和查詢性能的影響。3、（本題5分）在分布式系統(tǒng)中，如何進行數(shù)據(jù)庫的容量規(guī)劃和資源預(yù)測？考慮業(yè)務(wù)增長、數(shù)據(jù)量增加和性能要求，提供有效的容量規(guī)劃和資源預(yù)測方法。4、（本題5分）在分布式數(shù)據(jù)庫中，如何處理數(shù)據(jù)的分布式更新操作的并發(fā)控制和沖突解決，保證更新的正確性和高效性。5、（本題5分）詳細(xì)說明分布式數(shù)據(jù)庫中的分布式事務(wù)的事務(wù)日志的分布和管理策略，分析如何保證事務(wù)日志的可靠性和可用性。四、綜合應(yīng)用題（本大題共