中國傳媒大學《分布式數(shù)據原理與應用》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《分布式數(shù)據原理與應用》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一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在一個分布式數(shù)據庫環(huán)境中，數(shù)據的一致性級別選擇會影響系統(tǒng)的性能和用戶體驗。假設一個在線投票系統(tǒng)，用戶可以實時查看投票結果。對于投票數(shù)據的一致性要求，以下哪種選擇最為合適？（）A.強一致性，確保每個用戶看到的結果完全一致B.最終一致性，允許在一定時間內結果存在差異C.弱一致性，用戶看到的結果可能不準確，但最終會趨于一致D.自定義一致性，根據不同的投票階段調整一致性級別2、當在分布式數(shù)據庫中處理跨節(jié)點的事務時，以下哪個問題是最具挑戰(zhàn)性的？（）A.事務的原子性保證B.事務的隔離性保證C.事務的持久性保證D.事務的并發(fā)控制3、在一個分布式數(shù)據庫系統(tǒng)中，數(shù)據的加密和解密操作會對系統(tǒng)性能產生一定影響。假設需要對敏感數(shù)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??？（）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）4、在分布式數(shù)據庫系統(tǒng)中，數(shù)據的分區(qū)是一種常見的優(yōu)化策略。假設一個分布式社交網絡數(shù)據庫，按照用戶的活躍度進行分區(qū)。當需要查詢某個活躍度范圍內的用戶信息時，以下哪種分區(qū)方式能夠提高查詢效率？（）A.水平分區(qū)B.垂直分區(qū)C.混合分區(qū)D.不分區(qū)，通過索引優(yōu)化查詢5、當分布式數(shù)據庫系統(tǒng)需要與外部系統(tǒng)進行數(shù)據集成時，以下哪種接口方式更為常見？（）A.API調用B.文件交換C.數(shù)據庫鏈接D.消息隊列6、在一個分布式數(shù)據庫系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可擴展性，采用了水平擴展的方式增加存儲和處理能力。假設系統(tǒng)需要新增一批服務器，以下哪個方面需要重點考慮以確保系統(tǒng)的性能和一致性不受影響？（）A.數(shù)據的重新分布和負載均衡B.新服務器的硬件配置和性能優(yōu)化C.軟件版本的兼容性和升級D.以上方面都需要重點考慮7、假設一個分布式數(shù)據庫系統(tǒng)用于管理一個城市的交通監(jiān)控數(shù)據，包括車輛位置、速度等信息。由于數(shù)據量巨大且實時性要求高，以下關于數(shù)據存儲和查詢的設計，哪一項是最需要關注的？（）A.選擇高效的存儲引擎，支持快速的數(shù)據寫入和查詢B.建立合適的索引結構，提高查詢的效率C.采用流處理技術，實時分析和處理數(shù)據D.以上三個方面都需要重點關注，根據實際需求進行綜合優(yōu)化8、當分布式數(shù)據庫中的節(jié)點之間網絡延遲較大時，以下哪種數(shù)據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9、分布式數(shù)據庫系統(tǒng)中的數(shù)據一致性維護需要在不同的一致性級別之間進行權衡。假設一個分布式在線游戲排行榜系統(tǒng)，玩家的得分需要實時更新。對于排行榜數(shù)據的一致性要求，以下哪種一致性級別可能是最合適的？（）A.強一致性，確保排行榜實時準確B.最終一致性，允許排行榜在一定時間內更新延遲C.因果一致性，保證相關得分更新的順序正確D.讀己之所寫一致性，玩家看到自己得分更新立即生效10、某公司的分布式數(shù)據庫系統(tǒng)用于處理大量的交易數(shù)據，這些數(shù)據分布在多個數(shù)據節(jié)點上。由于業(yè)務的增長，需要對數(shù)據庫系統(tǒng)進行擴展。以下關于分布式數(shù)據庫系統(tǒng)擴展方式的描述，哪一項是最合理的？（）A.垂直擴展，即通過增加單個節(jié)點的硬件資源（如內存、CPU等）來提高系統(tǒng)性能，但這種方式可能會受到硬件上限的限制，而且成本較高B.水平擴展，通過添加更多的數(shù)據節(jié)點來分擔負載，但需要解決數(shù)據分布、一致性和查詢路由等問題，擴展的成本相對較低C.采用混合擴展方式，先進行垂直擴展，當達到硬件上限后再進行水平擴展，這樣可以充分利用現(xiàn)有資源，但系統(tǒng)架構會變得更加復雜D.不進行擴展，而是對現(xiàn)有系統(tǒng)進行優(yōu)化，例如優(yōu)化數(shù)據庫結構、查詢語句和索引等，以滿足業(yè)務增長的需求11、在一個由多個數(shù)據中心組成的分布式數(shù)據庫系統(tǒng)中，為了保障數(shù)據的安全性和隱私性，以下哪種措施是至關重要的？（）A.實施嚴格的訪問控制策略B.對數(shù)據進行加密存儲和傳輸C.定期進行安全漏洞掃描和修復D.以上所有措施12、在分布式數(shù)據庫中，當節(jié)點之間的網絡延遲較大時，以下哪種操作會受到較大影響？（）A.數(shù)據查詢B.數(shù)據插入C.數(shù)據更新D.以上都是13、分布式數(shù)據庫系統(tǒng)中的節(jié)點之間需要進行通信來協(xié)調工作?？紤]一個分布式金融數(shù)據庫，節(jié)點之間頻繁交換大量的交易數(shù)據。為了提高通信效率，減少網絡開銷，以下哪種技術可能是最有效的？（）A.壓縮數(shù)據傳輸，減少數(shù)據包的大小B.增加網絡帶寬，提升數(shù)據傳輸速度C.減少節(jié)點之間的通信頻率，降低數(shù)據交換量D.使用廣播方式發(fā)送數(shù)據，確保所有節(jié)點都能收到14、對于分布式數(shù)據庫中的數(shù)據分區(qū)，以下哪種分區(qū)方式能夠更好地支持點查詢？（）A.哈希分區(qū)B.列表分區(qū)C.范圍分區(qū)D.隨機分區(qū)15、在一個分布式數(shù)據庫系統(tǒng)中，數(shù)據分布在多個節(jié)點上。假設存在節(jié)點A、B和C，其中節(jié)點A存儲了部分客戶信息，節(jié)點B存儲了訂單信息，節(jié)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(jié)點之間進行數(shù)據傳輸和協(xié)調。以下關于這種情況下數(shù)據一致性和性能優(yōu)化的描述，哪一項是正確的？（）A.為了確保數(shù)據一致性，應在每次查詢時都將所有相關數(shù)據從各個節(jié)點復制到一個中央節(jié)點進行處理，這樣可以避免數(shù)據不一致的問題，但會增加數(shù)據傳輸量和處理時間B.可以通過在各個節(jié)點上預先計算和存儲一些常用的關聯(lián)結果，以減少查詢時的數(shù)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(huán)境下數(shù)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(jié)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(shù)據一致性的要求，允許各個節(jié)點在一定時間內的數(shù)據差異，然后定期進行數(shù)據同步和校正16、分布式數(shù)據庫系統(tǒng)中的數(shù)據存儲格式對于查詢性能和存儲空間利用有著重要影響。假設需要存儲大量的結構化數(shù)據，以下哪種存儲格式在查詢復雜關系和聚合操作時可能具有更好的性能？（）A.列式存儲B.行式存儲C.文檔型存儲D.鍵值對存儲17、分布式數(shù)據庫系統(tǒng)中的索引結構對于提高查詢性能起著關鍵作用。假設一個分布式物流數(shù)據庫，存儲了大量的貨物運輸信息。以下關于分布式索引的描述，不正確的是：（）A.分布式索引可以在本地節(jié)點和全局層面分別構建，本地索引用于加速本地節(jié)點的查詢，全局索引用于跨節(jié)點查詢B.構建分布式索引需要考慮數(shù)據的分布特點和查詢模式，以確保索引的有效性和高效性C.分布式索引的維護成本較高，特別是在數(shù)據頻繁更新時，需要及時更新索引以保證查詢的準確性D.由于分布式系統(tǒng)的復雜性，不建議使用任何索引結構，直接進行全表掃描反而能提高查詢性能18、某分布式數(shù)據庫系統(tǒng)由多個地理上分布的數(shù)據中心組成，每個數(shù)據中心都有自己的數(shù)據庫服務器和存儲設備。系統(tǒng)采用了數(shù)據分片技術，將數(shù)據按照某種規(guī)則分布到不同的數(shù)據中心。現(xiàn)在需要對一個大型數(shù)據表進行查詢操作，該表的部分數(shù)據存儲在本地數(shù)據中心，部分數(shù)據存儲在遠程數(shù)據中心。以下關于數(shù)據查詢過程中的網絡延遲和數(shù)據傳輸量的考慮，哪一個說法是最準確的？（）A.由于網絡延遲的存在，應盡量減少從遠程數(shù)據中心獲取數(shù)據的次數(shù)，即使這意味著在本地數(shù)據中心進行更復雜的計算和處理B.為了減少數(shù)據傳輸量，應該只從遠程數(shù)據中心獲取關鍵的索引信息，然后在本地數(shù)據中心根據這些索引進行數(shù)據篩選和提取C.網絡延遲對于數(shù)據查詢的影響可以忽略不計，重點應放在優(yōu)化數(shù)據傳輸量上，即盡可能一次性獲取所有需要的數(shù)據，而不管其存儲位置D.為了平衡網絡延遲和數(shù)據傳輸量，應該根據數(shù)據的大小和查詢的復雜程度動態(tài)決定從遠程數(shù)據中心獲取數(shù)據的量和頻率19、分布式數(shù)據庫中的事務隔離級別與集中式數(shù)據庫類似。以下關于可串行化隔離級別的描述，不準確的是（）A.提供最高級別的事務隔離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20、分布式數(shù)據庫中的數(shù)據壓縮可以節(jié)省存儲空間和網絡帶寬。假設一個分布式圖像存儲數(shù)據庫，存儲著大量的高分辨率圖像。以下哪種圖像壓縮算法可能最適合在這種場景下使用？（）A.JPEG壓縮算法B.ZIP壓縮算法C.RAR壓縮算法D.無損壓縮算法二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在分布式數(shù)據庫中，如何處理數(shù)據的分布式關聯(lián)查詢優(yōu)化，利用連接算法和數(shù)據分布特點提高查詢性能。2、（本題5分）詳細描述分布式數(shù)據庫中的緩存管理策略，包括緩存一致性的維護和緩存替換算法，分析其對系統(tǒng)性能的影響。3、（本題5分）詳細說明分布式數(shù)據庫中的分布式鎖的分布式協(xié)調機制，分析如何實現(xiàn)分布式環(huán)境下的鎖協(xié)調。4、（本題5分）論述分布式數(shù)據庫系統(tǒng)中的數(shù)據分區(qū)的容量規(guī)劃和資源預留策略，分析如何合理規(guī)劃分區(qū)的容量和資源。5、（本題5分）闡述分布式數(shù)據庫系統(tǒng)中的數(shù)據一致性的一致性沖突解決策略，分析如何處理在分布式環(huán)境下出現(xiàn)的一致性沖突。三、綜合應用題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一家電商平臺為預測銷售趨勢，對歷史銷售數(shù)據進行多項式擬合分析。設計基于分布式數(shù)據庫的多項式擬合算法和數(shù)據存儲方式。2、（本題5分）某金融科技公司開發(fā)新的風險評估模型，需要從分布式數(shù)據庫中獲取和處理大量數(shù)據。優(yōu)化數(shù)據提取和處理流程，提高模型的訓練效率。3、（本題5分）某在線旅游平臺需要整合機票、酒店、景點等多個供應商的數(shù)據，為用戶提供一站式的旅游服務。由于數(shù)據來源多樣，格式不一，現(xiàn)有的數(shù)據庫系統(tǒng)難以有效處理。請設計一個分布式數(shù)據庫架構，包括數(shù)據的整合和轉換方法、供應商數(shù)據的同步機制、用戶個性化推薦模型的實現(xiàn)，以及如何處理數(shù)據的異構性和復雜性。4、（本題5分）某社交網絡平臺擁有海量的用戶數(shù)據，包括用戶的個人資料、好友關系、發(fā)布的動態(tài)等。為了提高數(shù)據訪問性能和可擴展性，計劃采用分布式數(shù)據庫。請設計數(shù)據的存儲方案，考慮如何優(yōu)化數(shù)據的分區(qū)、索引和緩存策略，以滿足高并發(fā)訪問的需求。5、（本題5分）某社交網絡平臺推出新的功能，需要對用戶關系和互動數(shù)據進行更深入的分析和挖掘?，F(xiàn)有的分布式數(shù)據庫架構需要優(yōu)化以滿足新的業(yè)務需求。請分析新功能的數(shù)據特點和處理要求，提出數(shù)據庫架構的改進方案，包括數(shù)據分片的調整、索引的優(yōu)化、查詢計劃的改進，以及如何評估改進后的系統(tǒng)性能。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細闡述在分布式數(shù)據庫系統(tǒng)中，如何處理