陜西學(xué)前師范學(xué)院《非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性，以下哪種措施是必不可少的？（）A.訪問控制和身份驗(yàn)證B.數(shù)據(jù)加密和脫敏C.數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)D.以上都是2、在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)一致性的維護(hù)需要借助一些協(xié)議和機(jī)制。假設(shè)有一個分布式供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，多個節(jié)點(diǎn)同時更新貨物的庫存信息。以下關(guān)于數(shù)據(jù)一致性維護(hù)的說法，不正確的是：（）A.兩階段提交協(xié)議通過協(xié)調(diào)各個節(jié)點(diǎn)的操作，確保事務(wù)要么全部成功提交，要么全部回滾，從而保證數(shù)據(jù)的一致性B.三階段提交協(xié)議在兩階段提交的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)一步提高了事務(wù)提交的成功率和系統(tǒng)的可用性C.Paxos協(xié)議是一種用于保證分布式系統(tǒng)一致性的算法，通過多數(shù)派的投票機(jī)制來達(dá)成共識D.數(shù)據(jù)一致性的維護(hù)完全依賴于分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)自身的機(jī)制，應(yīng)用程序不需要進(jìn)行任何額外的處理3、在設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫的查詢處理算法時，需要考慮數(shù)據(jù)分布和網(wǎng)絡(luò)開銷。假設(shè)有一個分布式醫(yī)療影像數(shù)據(jù)庫，存儲著大量的患者影像數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶發(fā)起一個查詢請求時，如果涉及多個分片的數(shù)據(jù)，以下哪種查詢處理方式能夠最小化網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量？（）A.將查詢分發(fā)到各個分片，然后在本地進(jìn)行處理，只返回最終結(jié)果B.在中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全局查詢規(guī)劃，將計(jì)算任務(wù)下推到分片節(jié)點(diǎn)，匯總結(jié)果C.先從一個分片獲取部分?jǐn)?shù)據(jù)，根據(jù)需要再從其他分片獲取D.隨機(jī)選擇一個分片進(jìn)行查詢，若未獲取到完整結(jié)果，再查詢其他分片4、假設(shè)一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用于存儲金融交易數(shù)據(jù)，要求數(shù)據(jù)具有極高的準(zhǔn)確性和一致性。在進(jìn)行數(shù)據(jù)更新操作時，以下哪種方式可以最大程度地保證數(shù)據(jù)的完整性？（）A.采用同步更新機(jī)制，確保所有相關(guān)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)同時更新成功B.先在部分節(jié)點(diǎn)更新數(shù)據(jù)，然后逐步同步到其他節(jié)點(diǎn)C.使用異步更新，但增加數(shù)據(jù)驗(yàn)證和糾錯機(jī)制D.定期進(jìn)行全量數(shù)據(jù)的核對和修復(fù)5、在分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)集成是一個重要的問題。以下關(guān)于分布式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)集成的描述中，錯誤的是？（）A.數(shù)據(jù)集成是指將多個數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)整合到一個分布式數(shù)據(jù)庫中，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和分析B.數(shù)據(jù)集成需要解決數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)一致性等問題，以確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量C.數(shù)據(jù)集成可以使用ETL（Extract,Transform,Load）工具來實(shí)現(xiàn)，也可以通過編程方式進(jìn)行D.數(shù)據(jù)集成只需要在數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)時進(jìn)行一次，以后不需要再進(jìn)行數(shù)據(jù)集成6、對于一個需要支持復(fù)雜數(shù)據(jù)分析和實(shí)時查詢的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以下哪種存儲引擎和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組合能夠提供最優(yōu)的性能？（）A.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲引擎搭配索引表B.列式存儲引擎搭配數(shù)據(jù)倉庫C.NoSQL存儲引擎搭配文檔數(shù)據(jù)庫D.內(nèi)存數(shù)據(jù)庫搭配哈希表7、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，隨著業(yè)務(wù)的增長，數(shù)據(jù)量不斷增加。為了應(yīng)對這種情況，以下哪種擴(kuò)展方式是比較靈活和可擴(kuò)展的？（）A.垂直擴(kuò)展（升級硬件）B.水平擴(kuò)展（增加節(jié)點(diǎn)）C.優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)D.以上都是8、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(diǎn)遷移到另一個站點(diǎn)，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(yùn)行的影響？（）A.在業(yè)務(wù)低峰期進(jìn)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(jìn)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9、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的分片和復(fù)制策略需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求和數(shù)據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。假設(shè)存在一個在線教育平臺，有大量的課程視頻數(shù)據(jù)和學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄。以下哪種策略可能最適合處理這種數(shù)據(jù)？（）A.將課程視頻數(shù)據(jù)按照視頻的類型（如語言學(xué)習(xí)、編程課程等）進(jìn)行分片存儲，并在多個節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行復(fù)制以提高可用性B.將學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄按照學(xué)生的學(xué)號進(jìn)行分片存儲，并在每個分片上保留多個副本以保證數(shù)據(jù)的可靠性C.對于課程視頻數(shù)據(jù)，采用隨機(jī)分片的方式存儲，并在少數(shù)幾個節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行復(fù)制；對于學(xué)習(xí)記錄，按照時間范圍進(jìn)行分片存儲，不進(jìn)行復(fù)制D.將課程視頻數(shù)據(jù)和學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄混合存儲在多個節(jié)點(diǎn)上，根據(jù)數(shù)據(jù)的訪問頻率進(jìn)行動態(tài)分片和復(fù)制10、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了提高查詢性能，采用了數(shù)據(jù)緩存機(jī)制。假設(shè)在節(jié)點(diǎn)A上緩存了一部分經(jīng)常被訪問的數(shù)據(jù)，當(dāng)這部分?jǐn)?shù)據(jù)在其他節(jié)點(diǎn)被更新時，以下關(guān)于緩存更新策略的描述，哪一項(xiàng)是最有效的？（）A.立即將更新同步到節(jié)點(diǎn)A的緩存，確保緩存中的數(shù)據(jù)始終是最新的，但這可能會導(dǎo)致頻繁的緩存更新操作，影響性能B.定期檢查其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)更新情況，并更新節(jié)點(diǎn)A的緩存，這種方式可以減少實(shí)時更新的開銷，但可能會導(dǎo)致緩存數(shù)據(jù)的短暫過時C.當(dāng)節(jié)點(diǎn)A再次訪問緩存中的數(shù)據(jù)時，檢查數(shù)據(jù)是否過時，如果過時則從其他節(jié)點(diǎn)獲取最新數(shù)據(jù)并更新緩存，這種方式可以減少不必要的更新，但可能會增加訪問時的延遲D.完全依賴應(yīng)用程序來處理緩存的更新，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不主動進(jìn)行緩存更新操作，這種方式將更新的責(zé)任交給了應(yīng)用程序，但可能會導(dǎo)致更新的不一致性11、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效檢索，以下哪種索引結(jié)構(gòu)是比較適合的？（）A.B樹索引B.哈希索引C.全文索引D.根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)和查詢需求選擇合適的索引12、對于分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)復(fù)制，以下哪種情況可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致性？（）A.網(wǎng)絡(luò)延遲導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)更新延遲B.所有節(jié)點(diǎn)同時進(jìn)行數(shù)據(jù)更新操作C.數(shù)據(jù)復(fù)制只在主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，從節(jié)點(diǎn)不參與D.數(shù)據(jù)復(fù)制采用完全同步的方式，不存在不一致的問題13、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了保證數(shù)據(jù)的一致性和可用性，通常會采用某種一致性協(xié)議。假設(shè)采用了Paxos協(xié)議，當(dāng)多個節(jié)點(diǎn)同時提出修改某個數(shù)據(jù)的請求時，Paxos協(xié)議是如何確保只有一個請求被成功執(zhí)行的？（）A.通過選舉一個領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點(diǎn)來決定執(zhí)行哪個請求B.根據(jù)請求到達(dá)的先后順序進(jìn)行處理C.隨機(jī)選擇一個請求進(jìn)行處理D.通過投票機(jī)制，獲得多數(shù)節(jié)點(diǎn)支持的請求被執(zhí)行14、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了保證數(shù)據(jù)的一致性，采用了兩階段提交協(xié)議。然而，在某些情況下，可能會出現(xiàn)部分節(jié)點(diǎn)響應(yīng)超時的情況。以下關(guān)于這種情況的處理，哪一種是最合適的？（）A.直接判定事務(wù)失敗，進(jìn)行回滾操作B.等待超時節(jié)點(diǎn)恢復(fù)，根據(jù)其結(jié)果決定提交或回滾C.忽略超時節(jié)點(diǎn)，根據(jù)其他正常節(jié)點(diǎn)的結(jié)果進(jìn)行提交D.重新發(fā)起一次新的兩階段提交過程15、在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)之間的通信是不可避免的。假設(shè)一個分布式科研數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)之間需要頻繁交換數(shù)據(jù)和協(xié)調(diào)操作。以下關(guān)于節(jié)點(diǎn)通信的描述，不正確的是：（）A.節(jié)點(diǎn)之間的通信可以通過消息傳遞、遠(yuǎn)程過程調(diào)用等方式實(shí)現(xiàn)，不同的方式具有不同的性能和適用場景B.為了提高通信效率，可以對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和序列化，減少數(shù)據(jù)量和傳輸時間C.通信延遲和帶寬限制是影響節(jié)點(diǎn)通信性能的重要因素，需要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化中加以考慮D.節(jié)點(diǎn)通信是完全可靠的，不會出現(xiàn)消息丟失或錯誤的情況，因此不需要進(jìn)行任何錯誤處理和重傳機(jī)制二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在分布式數(shù)據(jù)庫中，如何處理數(shù)據(jù)的版本控制和多版本并發(fā)控制？請說明其概念、實(shí)現(xiàn)方法和在并發(fā)操作中的作用。2、（本題5分）闡述分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性檢查和修復(fù)機(jī)制，解釋如何確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。3、（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。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分布自適應(yīng)調(diào)整技術(shù)，研究如何根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載、數(shù)據(jù)訪問模式的變化動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)的分布，分析調(diào)整過程中的數(shù)據(jù)遷移和一致性保證。2、（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)一致性監(jiān)控和告警機(jī)制，分析如何及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性異常，并向管理員發(fā)送告警通知。3、（本題5分）論述在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)脫敏技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)，分析如何在保護(hù)敏感數(shù)據(jù)的同時不影響數(shù)據(jù)的可用性和業(yè)務(wù)邏輯。4、（本題5分）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的智能優(yōu)化技術(shù)，如基于機(jī)器學(xué)習(xí)的查詢優(yōu)化、自動分片調(diào)整等，正在逐漸受到關(guān)注。請?jiān)敿?xì)論述這些智能優(yōu)化技術(shù)的原理和方法，分析機(jī)器學(xué)習(xí)算法在分布式數(shù)據(jù)庫優(yōu)化中的應(yīng)用，研究如何利用數(shù)據(jù)挖掘和深度學(xué)習(xí)技術(shù)提高系統(tǒng)的自適應(yīng)性和性能，同時探討智能優(yōu)化技術(shù)可能帶來的風(fēng)險和挑戰(zhàn)。5、（本題5分）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性檢測和修復(fù)是保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要手段。論述數(shù)據(jù)一致性檢測的方法和工具，如數(shù)據(jù)校驗(yàn)和、一致性檢查腳本等，分析如何發(fā)現(xiàn)和修復(fù)數(shù)據(jù)不一致的問題，并探討如何建立定期的數(shù)據(jù)一致性檢測機(jī)制。四、綜合應(yīng)用題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一家電商平臺為優(yōu)化商品分類，對商品屬性和用戶購買數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析。設(shè)計(jì)基于分布式數(shù)據(jù)庫的聚類算法選擇和數(shù)據(jù)預(yù)處理流程。2、（本題10分）某金融機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)涵蓋銀行、證券和保險等多個領(lǐng)域，其數(shù)據(jù)具有高度的安全性和一致性要