自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)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(yè)技術(shù)學(xué)院《分布式存儲和并行計(jì)算》

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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在分布式數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)？（）A.關(guān)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(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，當(dāng)新的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)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(jī)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(diǎn)的存儲容量和性能B.現(xiàn)有數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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3、在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，事務(wù)的原子性、一致性、隔離性和持久性（ACID）特性面臨著新的挑戰(zhàn)。假設(shè)一個分布式銀行系統(tǒng)，處理多個賬戶之間的轉(zhuǎn)賬操作。對于以下關(guān)于分布式事務(wù)特性保障的描述，哪一項(xiàng)是錯誤的？（）A.原子性要求轉(zhuǎn)賬操作要么全部完成，要么全部不完成，不能出現(xiàn)部分成功部分失敗的情況B.一致性確保轉(zhuǎn)賬前后賬戶的余額總和不變，以及滿足銀行的業(yè)務(wù)規(guī)則C.隔離性使得一個事務(wù)在執(zhí)行過程中不受其他并發(fā)事務(wù)的干擾D.持久性只需要保證事務(wù)在本地節(jié)點(diǎn)成功提交后的數(shù)據(jù)不丟失，無需考慮其他節(jié)點(diǎn)4、在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，以下關(guān)于數(shù)據(jù)一致性協(xié)議的說法，哪一項(xiàng)是錯誤的？（）A.Paxos協(xié)議常用于保證數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性B.Raft協(xié)議比Paxos協(xié)議更復(fù)雜，性能更高C.一致性協(xié)議的選擇取決于系統(tǒng)的需求和特點(diǎn)D.一致性協(xié)議可以確保在分布式環(huán)境下數(shù)據(jù)的一致性5、考慮一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其中不同節(jié)點(diǎn)存儲了客戶的訂單信息和庫存信息。當(dāng)進(jìn)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(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時性？（）A.在每個節(jié)點(diǎn)獨(dú)立查詢并匯總結(jié)果B.僅在主節(jié)點(diǎn)查詢，忽略其他從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)C.先在本地節(jié)點(diǎn)查詢，若不足再查詢其他節(jié)點(diǎn)D.隨機(jī)選擇一個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行查詢6、在分布式數(shù)據(jù)庫環(huán)境中，數(shù)據(jù)的副本放置策略對于系統(tǒng)的性能和可靠性有著重要影響。假設(shè)一個分布式金融交易數(shù)據(jù)庫，交易數(shù)據(jù)在多個節(jié)點(diǎn)上有副本。為了提高系統(tǒng)在節(jié)點(diǎn)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(shù)幾個高性能節(jié)點(diǎn)C.根據(jù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況動態(tài)調(diào)整副本放置D.隨機(jī)放置副本，不考慮其他因素7、分布式數(shù)據(jù)庫中的緩存機(jī)制有助于提高性能。以下關(guān)于緩存一致性的維護(hù)，不準(zhǔn)確的是（）A.可以采用寫直達(dá)或?qū)懟夭呗訠.緩存一致性對系統(tǒng)性能影響較小C.分布式環(huán)境下緩存一致性更難維護(hù)D.需要考慮緩存失效和更新的策略8、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，為了保證數(shù)據(jù)的一致性和可用性，以下哪種技術(shù)是常用的？（）A.兩階段提交協(xié)議B.三階段提交協(xié)議C.Paxos協(xié)議D.以上都是9、在一個跨區(qū)域的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，不同地區(qū)的數(shù)據(jù)中心之間存在著較大的網(wǎng)絡(luò)延遲。為了優(yōu)化查詢性能，以下哪種方法不太適合？（）A.增加數(shù)據(jù)副本在不同地區(qū)的分布B.減少跨區(qū)域的數(shù)據(jù)查詢操作C.采用集中式的數(shù)據(jù)存儲方式D.對數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)存儲，使得查詢盡量在本地完成10、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)復(fù)制機(jī)制在提高數(shù)據(jù)可用性方面發(fā)揮著重要作用。假設(shè)有一個主從復(fù)制架構(gòu)，主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)寫入操作，多個從節(jié)點(diǎn)用于讀取操作。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時，需要從多個從節(jié)點(diǎn)中選擇一個提升為主節(jié)點(diǎn)。在選擇新主節(jié)點(diǎn)的過程中，以下哪個因素是最關(guān)鍵的考慮因素？（）A.從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)與主節(jié)點(diǎn)的同步程度B.從節(jié)點(diǎn)的硬件性能和網(wǎng)絡(luò)帶寬C.從節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況D.從節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接穩(wěn)定性11、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分布在多個節(jié)點(diǎn)上。假設(shè)存在節(jié)點(diǎn)A、B和C，其中節(jié)點(diǎn)A存儲了部分客戶信息，節(jié)點(diǎn)B存儲了訂單信息，節(jié)點(diǎn)C存儲了產(chǎn)品信息。當(dāng)進(jìn)行一個涉及客戶、訂單和產(chǎn)品的復(fù)雜查詢時，需要在多個節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和協(xié)調(diào)。以下關(guān)于這種情況下數(shù)據(jù)一致性和性能優(yōu)化的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.為了確保數(shù)據(jù)一致性，應(yīng)在每次查詢時都將所有相關(guān)數(shù)據(jù)從各個節(jié)點(diǎn)復(fù)制到一個中央節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，這樣可以避免數(shù)據(jù)不一致的問題，但會增加數(shù)據(jù)傳輸量和處理時間B.可以通過在各個節(jié)點(diǎn)上預(yù)先計(jì)算和存儲一些常用的關(guān)聯(lián)結(jié)果，以減少查詢時的數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)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(jù)一致性難以保證，應(yīng)盡量減少復(fù)雜查詢，而采用簡單的獨(dú)立查詢在各個節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行，然后在應(yīng)用層進(jìn)行結(jié)果的整合D.為了提高性能，應(yīng)忽略數(shù)據(jù)一致性的要求，允許各個節(jié)點(diǎn)在一定時間內(nèi)的數(shù)據(jù)差異，然后定期進(jìn)行數(shù)據(jù)同步和校正12、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的事務(wù)處理需要考慮分布式環(huán)境的特點(diǎn)。假設(shè)一個分布式在線訂票系統(tǒng)，處理用戶的訂票和退票操作。以下關(guān)于分布式事務(wù)處理的描述，哪一項(xiàng)是錯誤的？（）A.分布式事務(wù)可能會涉及多個節(jié)點(diǎn)的協(xié)調(diào)和通信，增加了事務(wù)處理的復(fù)雜性B.可以采用補(bǔ)償事務(wù)的方式來處理事務(wù)失敗的情況，撤銷已經(jīng)執(zhí)行的部分操作C.分布式事務(wù)的提交時間通常比集中式事務(wù)短，因?yàn)榭梢圆⑿刑幚矶鄠€節(jié)點(diǎn)的操作D.事務(wù)的隔離級別在分布式環(huán)境中可能需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化13、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的查詢優(yōu)化器需要考慮分布式環(huán)境的特點(diǎn)。假設(shè)一個查詢需要關(guān)聯(lián)多個分布在不同站點(diǎn)的數(shù)據(jù)表，以下哪種優(yōu)化器策略能夠有效地減少網(wǎng)絡(luò)開銷？（）A.盡量減少數(shù)據(jù)在站點(diǎn)之間的傳輸量B.優(yōu)先選擇在數(shù)據(jù)量最大的站點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算C.隨機(jī)選擇一個站點(diǎn)作為計(jì)算的主站點(diǎn)D.將查詢分解為多個獨(dú)立的子查詢，分別在不同站點(diǎn)執(zhí)行14、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(yàn)證B.數(shù)據(jù)加密和備份C.定期審計(jì)和監(jiān)測D.以上都是15、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的加密和解密操作會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生一定影響。假設(shè)需要對敏感數(shù)據(jù)進(jìn)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(jié)合）16、分布式數(shù)據(jù)庫中的一致性級別對于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可用性有重要影響。當(dāng)需要保證強(qiáng)一致性時，以下哪種策略可能會導(dǎo)致較高的系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分布策略需要綜合考慮多種因素。假設(shè)一個金融交易數(shù)據(jù)庫需要按照客戶賬號進(jìn)行分布，同時要考慮數(shù)據(jù)的訪問頻率和數(shù)據(jù)量。以下哪種分布方式可能會在數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)集中存儲在一個高性能的站點(diǎn)，非活躍客戶的數(shù)據(jù)分布在其他站點(diǎn)B.按照客戶賬號的哈希值均勻分布在多個站點(diǎn)上C.根據(jù)客戶所在地區(qū)，將數(shù)據(jù)分布在相應(yīng)地區(qū)的站點(diǎn)上D.隨機(jī)將客戶數(shù)據(jù)分布在各個站點(diǎn)上，通過負(fù)載均衡來優(yōu)化訪問18、某分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性會影響系統(tǒng)的性能。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)故障的應(yīng)對策略，哪一項(xiàng)是最需要提前規(guī)劃的？（）A.建立網(wǎng)絡(luò)備份線路，確保通信的連續(xù)性B.優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，減少單點(diǎn)故障的影響C.制定網(wǎng)絡(luò)故障的檢測和恢復(fù)機(jī)制D.以上三個方面都需要提前規(guī)劃，以提高系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)故障情況下的穩(wěn)定性19、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的索引維護(hù)是一項(xiàng)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(hù)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(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，以下哪種技術(shù)可以提高數(shù)據(jù)的讀寫并發(fā)性能？（）A.讀寫分離B.數(shù)據(jù)分區(qū)C.索引優(yōu)化D.以上都是21、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的查詢優(yōu)化器需要適應(yīng)分布式環(huán)境的特點(diǎn)。假設(shè)一個分布式旅游預(yù)訂系統(tǒng)，存儲酒店信息、用戶評價和預(yù)訂記錄等。以下關(guān)于查詢優(yōu)化器的工作，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.優(yōu)化器需要考慮數(shù)據(jù)的分布情況，選擇最優(yōu)的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行查詢操作B.可以根據(jù)統(tǒng)計(jì)信息和成本模型來評估不同查詢計(jì)劃的優(yōu)劣C.優(yōu)化器只需要關(guān)注查詢的執(zhí)行時間，不需要考慮資源的消耗D.對于復(fù)雜的查詢，可以采用啟發(fā)式算法來生成可能的查詢計(jì)劃22、分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一致性檢查可能會影響系統(tǒng)性能。以下哪種一致性檢查方式對性能的影響較??？（）A.異步檢查B.定期檢查C.實(shí)時檢查D.隨機(jī)檢查23、分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)分布需要考慮數(shù)據(jù)的訪問熱度和節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況。假設(shè)一個分布式新聞數(shù)據(jù)庫，熱門新聞的訪問量遠(yuǎn)高于普通新聞。如果采用基于訪問熱度的數(shù)據(jù)分布策略，以下哪種方式可能最有效地提高系統(tǒng)性能？（）A.將熱門新聞均勻分布到各個節(jié)點(diǎn)B.將熱門新聞集中存儲在少數(shù)高性能節(jié)點(diǎn)C.根據(jù)新聞發(fā)布時間進(jìn)行分布，近期新聞存儲在高性能節(jié)點(diǎn)D.隨機(jī)分布熱門新聞，不考慮節(jié)點(diǎn)性能24、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，查詢優(yōu)化是一個重要的挑戰(zhàn)，因?yàn)閿?shù)據(jù)分布在多個節(jié)點(diǎn)上，而且網(wǎng)絡(luò)延遲和數(shù)據(jù)傳輸量會影響查詢性能。假設(shè)需要執(zhí)行一個涉及多個表連接和聚合操作的復(fù)雜查詢，以下哪種查詢優(yōu)化技術(shù)可能最有效？（）A.在查詢執(zhí)行前，根據(jù)數(shù)據(jù)分布和查詢條件，重新組織表的結(jié)構(gòu)和索引，以減少數(shù)據(jù)的移動和計(jì)算量B.將查詢分解為多個子查詢，在各個節(jié)點(diǎn)上并行執(zhí)行，然后在本地進(jìn)行結(jié)果的合并和匯總C.利用緩存技術(shù)，將經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果存儲在本地節(jié)點(diǎn)，以減少重復(fù)計(jì)算和數(shù)據(jù)傳輸D.以上三種技術(shù)的結(jié)合，根據(jù)具體的查詢和系統(tǒng)環(huán)境，靈活選擇和應(yīng)用優(yōu)化策略25、當(dāng)需要在分布式數(shù)據(jù)庫中存儲大量的半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)時，以下哪種數(shù)據(jù)模型更合適？（）A.關(guān)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(shù)據(jù)庫中的副本管理技術(shù)，如副本的創(chuàng)建、更新和一致性維護(hù)，分析副本數(shù)量對系統(tǒng)性能和可靠性的影響。2、（本題5分）詳細(xì)描述分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的負(fù)載均衡技術(shù)，包括動態(tài)負(fù)載均衡和靜態(tài)負(fù)載均衡，說明其實(shí)現(xiàn)原理和效果評估。3、（本題5分）請說明分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性協(xié)議（如Paxos、Raft等）的工作原理和特點(diǎn)，以及它們在實(shí)際應(yīng)用中的選擇依據(jù)。4、（本題5分）請說明在分布式環(huán)境下如何進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的查詢計(jì)劃緩存共享和復(fù)用，提高查詢處理的效率。三、綜合應(yīng)用題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一家物流企業(yè)為預(yù)測貨物需求，對歷史訂單數(shù)據(jù)進(jìn)行時間序列分析。說明在分布式數(shù)據(jù)庫中如何進(jìn)行時間序列數(shù)據(jù)的存儲和分析。2、（本題5分）一家電商企業(yè)計(jì)劃開展二手商品交易業(yè)務(wù)，需要處理商品評估、交易記錄和用戶信用等數(shù)據(jù)。請?jiān)O(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫方案來支持該業(yè)務(wù)，包括數(shù)據(jù)的存儲和管理、評估模型的實(shí)現(xiàn)、信用體系的構(gòu)建和交易數(shù)據(jù)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(yè)計(jì)劃開展跨境電商直播業(yè)務(wù)，需要處理多語言直播數(shù)據(jù)、跨境支付數(shù)據(jù)和國際物流數(shù)據(jù)。請?jiān)O(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫解決方案，包括數(shù)據(jù)的采集和處理、直播數(shù)據(jù)的存儲和分析、支付和物流數(shù)據(jù)的管理，以及如何應(yīng)對跨境業(yè)務(wù)中的數(shù)據(jù)法規(guī)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(xiàn)有的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)出現(xiàn)性能瓶頸。請分析可能的原因，并提出優(yōu)化方案，包括硬件升級、數(shù)據(jù)庫配置調(diào)整、索引優(yōu)化和數(shù)據(jù)分區(qū)的改進(jìn)等。5、（本題5分）一家在線旅游平臺的分布式數(shù)據(jù)庫需要與第三方支付系統(tǒng)進(jìn)行集成。請?jiān)O(shè)計(jì)安全可靠的數(shù)據(jù)交互方案，確保支付數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸和處理，同時防范支付欺詐和數(shù)據(jù)泄露風(fēng)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(shù)據(jù)中心的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)同步和一致性維護(hù)面臨著更大的挑戰(zhàn)