北京理工大學(xué)《分布式系統(tǒng)技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁(yè)，共1頁(yè)北京理工大學(xué)

《分布式系統(tǒng)技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)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(kù)系統(tǒng)中，以下哪種方式可以有效地解決數(shù)據(jù)傾斜問(wèn)題？（）A.重新分布數(shù)據(jù)B.增加副本數(shù)量C.優(yōu)化查詢語(yǔ)句D.以上都是2、在一個(gè)大規(guī)模的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，需要對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估。以下哪些指標(biāo)對(duì)于全面了解系統(tǒng)的性能是最為關(guān)鍵的？（）A.每個(gè)節(jié)點(diǎn)的CPU利用率、內(nèi)存使用情況和磁盤I/O速度B.系統(tǒng)的整體吞吐量（如每秒處理的事務(wù)數(shù)、每秒查詢量）、響應(yīng)時(shí)間（如平均查詢響應(yīng)時(shí)間、事務(wù)提交時(shí)間）和數(shù)據(jù)一致性的偏差程度C.網(wǎng)絡(luò)帶寬的使用情況、數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t和丟包率D.以上所有指標(biāo)都是關(guān)鍵的，需要綜合考慮來(lái)評(píng)估系統(tǒng)的性能3、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)壓縮可以節(jié)省存儲(chǔ)空間和網(wǎng)絡(luò)帶寬。假設(shè)一個(gè)分布式圖像存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)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(chǎng)景下使用？（）A.JPEG壓縮算法B.ZIP壓縮算法C.RAR壓縮算法D.無(wú)損壓縮算法4、以下哪種分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的故障檢測(cè)機(jī)制能夠快速發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)故障并進(jìn)行處理？（）A.心跳檢測(cè)B.定期輪詢C.人工監(jiān)控D.以上都不是5、在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，為了保證數(shù)據(jù)的一致性和可用性，以下哪種共識(shí)算法被廣泛應(yīng)用？（）A.PaxosB.RaftC.GossipD.以上都是6、對(duì)于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中的并發(fā)控制，以下哪種技術(shù)可以有效避免死鎖的發(fā)生？（）A.兩階段鎖協(xié)議B.時(shí)間戳排序協(xié)議C.悲觀并發(fā)控制D.不采取任何并發(fā)控制，讓沖突自然解決7、當(dāng)設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)方案時(shí)，以下哪個(gè)因素對(duì)于數(shù)據(jù)的可靠性影響最大？（）A.數(shù)據(jù)的備份策略B.數(shù)據(jù)的加密方式C.存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的硬件性能D.數(shù)據(jù)的分片方式8、在一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，為了提高數(shù)據(jù)的一致性和可靠性，以下哪種數(shù)據(jù)復(fù)制方式是比較常用的？（）A.主從復(fù)制和對(duì)等復(fù)制相結(jié)合B.鏈?zhǔn)綇?fù)制C.多主復(fù)制D.以上都是9、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的事務(wù)隔離級(jí)別對(duì)于并發(fā)控制和數(shù)據(jù)一致性有著重要影響。假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)支持讀未提交、讀已提交、可重復(fù)讀和串行化四種隔離級(jí)別。在一個(gè)高并發(fā)的銀行轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)中，以下哪種隔離級(jí)別能夠在保證數(shù)據(jù)一致性的同時(shí)，最大程度地提高系統(tǒng)的并發(fā)性能？（）A.讀未提交B.讀已提交C.可重復(fù)讀D.串行化10、在一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)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(shù)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11、在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)一致性是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。假設(shè)有一個(gè)分布式庫(kù)存管理系統(tǒng)，多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)對(duì)庫(kù)存數(shù)量進(jìn)行更新。以下關(guān)于數(shù)據(jù)一致性的保障措施，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的：（）A.可以采用基于鎖的機(jī)制，在更新操作時(shí)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)加鎖，防止其他并發(fā)操作導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不一致B.利用時(shí)間戳來(lái)判斷數(shù)據(jù)的版本，確保讀取到的是最新且一致的數(shù)據(jù)C.定期進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步和校驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正不一致的數(shù)據(jù)D.只要保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)的本地?cái)?shù)據(jù)一致性，整個(gè)分布式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性就能夠自動(dòng)得到保障，無(wú)需額外的協(xié)調(diào)機(jī)制12、在一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，采用了水平擴(kuò)展的方式增加存儲(chǔ)和處理能力。假設(shè)系統(tǒng)需要新增一批服務(wù)器，以下哪個(gè)方面需要重點(diǎn)考慮以確保系統(tǒng)的性能和一致性不受影響？（）A.數(shù)據(jù)的重新分布和負(fù)載均衡B.新服務(wù)器的硬件配置和性能優(yōu)化C.軟件版本的兼容性和升級(jí)D.以上方面都需要重點(diǎn)考慮13、在一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的安全性是至關(guān)重要的。假設(shè)存在多個(gè)數(shù)據(jù)中心，每個(gè)數(shù)據(jù)中心都有自己的訪問(wèn)控制策略和用戶認(rèn)證機(jī)制。當(dāng)用戶需要跨數(shù)據(jù)中心訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，以下哪種安全措施是最合適的？（）A.在每個(gè)數(shù)據(jù)中心都為用戶創(chuàng)建獨(dú)立的賬號(hào)和權(quán)限，用戶在訪問(wèn)不同數(shù)據(jù)中心時(shí)需要分別登錄和驗(yàn)證B.建立一個(gè)統(tǒng)一的用戶認(rèn)證和授權(quán)中心，所有數(shù)據(jù)中心都依賴這個(gè)中心進(jìn)行用戶的認(rèn)證和授權(quán)C.采用基于角色的訪問(wèn)控制（RBAC），為用戶分配在不同數(shù)據(jù)中心的相同角色和權(quán)限，簡(jiǎn)化訪問(wèn)管理D.使用單點(diǎn)登錄（SSO）技術(shù)，用戶只需登錄一次，就可以在經(jīng)過(guò)授權(quán)的情況下訪問(wèn)多個(gè)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)14、在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中，以下關(guān)于數(shù)據(jù)分片策略的選擇，哪一項(xiàng)是最重要的考慮因素？（）A.數(shù)據(jù)的訪問(wèn)模式B.節(jié)點(diǎn)的硬件配置C.數(shù)據(jù)庫(kù)的品牌D.數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)量15、在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)分片是一項(xiàng)重要的技術(shù)。假設(shè)有一個(gè)大型的客戶關(guān)系管理系統(tǒng)，客戶數(shù)據(jù)按照地域進(jìn)行分片。如果公司業(yè)務(wù)擴(kuò)展到新的地區(qū)，需要增加新的數(shù)據(jù)分片，以下哪種方式對(duì)系統(tǒng)的影響最??？（）A.直接在現(xiàn)有架構(gòu)中添加新的分片，然后逐步遷移數(shù)據(jù)B.重新設(shè)計(jì)整個(gè)數(shù)據(jù)分片架構(gòu)，一次性完成數(shù)據(jù)遷移C.暫停系統(tǒng)服務(wù)，完成新分片的添加和數(shù)據(jù)遷移后再恢復(fù)服務(wù)D.放棄原有的分片方式，采用全新的分片策略16、某分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)用于存儲(chǔ)一個(gè)大型電商平臺(tái)的商品庫(kù)存信息，由于商品的頻繁上下架和庫(kù)存數(shù)量的變化，數(shù)據(jù)的一致性維護(hù)成為一個(gè)挑戰(zhàn)。以下關(guān)于解決數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題的方法，哪一項(xiàng)是最有效的？（）A.使用分布式鎖機(jī)制，確保在同一時(shí)間只有一個(gè)操作可以修改庫(kù)存數(shù)據(jù)B.采用基于消息隊(duì)列的異步更新方式，保證庫(kù)存數(shù)據(jù)的最終一致性C.定期對(duì)庫(kù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行全量比對(duì)和校正D.限制庫(kù)存數(shù)據(jù)的修改頻率，減少一致性問(wèn)題的出現(xiàn)17、在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬有限時(shí)，以下哪種操作應(yīng)該盡量減少？（）A.大量數(shù)據(jù)的傳輸B.頻繁的查詢請(qǐng)求C.復(fù)雜的關(guān)聯(lián)操作D.以上都是18、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式對(duì)于查詢性能和存儲(chǔ)空間利用有著重要影響。假設(shè)需要存儲(chǔ)大量的半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以下哪種存儲(chǔ)格式在處理復(fù)雜查詢和數(shù)據(jù)聚合時(shí)可能具有更好的性能？（）A.列式存儲(chǔ)格式B.行式存儲(chǔ)格式C.文檔型存儲(chǔ)格式D.圖存儲(chǔ)格式19、在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)一致性是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。以下關(guān)于數(shù)據(jù)一致性的維護(hù)方法中，錯(cuò)誤的是？（）A.數(shù)據(jù)一致性可以通過(guò)數(shù)據(jù)復(fù)制和同步機(jī)制來(lái)維護(hù)，確保各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)保持一致B.數(shù)據(jù)一致性可以通過(guò)事務(wù)管理和分布式鎖來(lái)維護(hù)，確保多個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問(wèn)不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致C.數(shù)據(jù)一致性可以通過(guò)數(shù)據(jù)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)修復(fù)機(jī)制來(lái)維護(hù)，確保數(shù)據(jù)的完整性和正確性D.數(shù)據(jù)一致性只需要在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)上線時(shí)進(jìn)行維護(hù)，以后不需要再進(jìn)行維護(hù)20、在一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分布在多個(gè)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(chǔ)了部分客戶信息，節(jié)點(diǎn)B存儲(chǔ)了訂單信息，節(jié)點(diǎn)C存儲(chǔ)了產(chǎn)品信息。當(dāng)進(jìn)行一個(gè)涉及客戶、訂單和產(chǎn)品的復(fù)雜查詢時(shí)，需要在多個(gè)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(shí)都將所有相關(guān)數(shù)據(jù)從各個(gè)節(jié)點(diǎn)復(fù)制到一個(gè)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(wèn)題，但會(huì)增加數(shù)據(jù)傳輸量和處理時(shí)間B.可以通過(guò)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上預(yù)先計(jì)算和存儲(chǔ)一些常用的關(guān)聯(lián)結(jié)果，以減少查詢時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算量，但這可能需要額外的存儲(chǔ)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?gòu)?fù)雜查詢，而采用簡(jiǎn)單的獨(dú)立查詢?cè)诟鱾€(gè)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(gè)節(jié)點(diǎn)在一定時(shí)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21、對(duì)于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)分布算法，以下哪種算法在應(yīng)對(duì)節(jié)點(diǎn)增減時(shí)具有較好的適應(yīng)性？（）A.一致性哈希算法B.取模算法C.隨機(jī)算法D.以上算法適應(yīng)性相同22、當(dāng)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，以下哪種故障檢測(cè)機(jī)制能夠快速發(fā)現(xiàn)并響應(yīng)？（）A.心跳檢測(cè)B.定期輪詢C.異常監(jiān)測(cè)D.以上都是23、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)是一種將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在多個(gè)物理位置的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。以下關(guān)于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)描述中，錯(cuò)誤的是？（）A.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)具有高可用性，因?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，即使某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍然可以正常運(yùn)行B.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)可以提高數(shù)據(jù)的可擴(kuò)展性，通過(guò)增加節(jié)點(diǎn)可以輕松地?cái)U(kuò)展存儲(chǔ)容量和處理能力C.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)分布是完全隨機(jī)的，沒(méi)有任何規(guī)律可循D.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)需要解決數(shù)據(jù)一致性和事務(wù)管理等復(fù)雜問(wèn)題24、在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，以下哪種恢復(fù)機(jī)制能夠快速恢復(fù)數(shù)據(jù)并保證系統(tǒng)的可用性？（）A.定期全量備份B.基于日志的恢復(fù)C.數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)D.重新初始化數(shù)據(jù)庫(kù)25、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)遷移可能會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障而中斷。以下哪種機(jī)制能夠保證數(shù)據(jù)遷移的可靠性和容錯(cuò)性？（）A.斷點(diǎn)續(xù)傳B.自動(dòng)重試C.數(shù)據(jù)校驗(yàn)D.以上都是二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)加密對(duì)查詢性能有一定影響。請(qǐng)論述如何降低加密對(duì)查詢處理的性能開(kāi)銷。2、（本題5分）請(qǐng)說(shuō)明在分布式環(huán)境下如何進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的索引優(yōu)化和重建策略，根據(jù)數(shù)據(jù)變化動(dòng)態(tài)調(diào)整索引。3、（本題5分）闡述分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性的分布式事務(wù)隔離級(jí)別實(shí)現(xiàn)機(jī)制，分析如何在分布式環(huán)境下實(shí)現(xiàn)不同的事務(wù)隔離級(jí)別。4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中的并發(fā)控制機(jī)制，分析其與傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)控制的區(qū)別和難點(diǎn)。三、綜合應(yīng)用題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某社交媒體平臺(tái)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)需要支持用戶社交網(wǎng)絡(luò)的可視化和分析。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集和處理方案，以及可視化和分析算法，展示用戶社交關(guān)系，挖掘社交網(wǎng)絡(luò)的特征和規(guī)律。2、（本題5分）一家社交媒體平臺(tái)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)需要支持用戶畫像和個(gè)性化廣告推送。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集和處理流程，以及用戶畫像模型，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的個(gè)性化廣告推送，同時(shí)保護(hù)用戶隱私和數(shù)據(jù)安全。3、（本題5分）某在線視頻平臺(tái)擁有大量的視頻資源和用戶觀看記錄，設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)以支持視頻的快速加載和個(gè)性化推薦。探討如何優(yōu)化存儲(chǔ)和帶寬利用，以及如何處理用戶并發(fā)訪問(wèn)。4、（本題5分）某在線教育平臺(tái)為了解學(xué)生知識(shí)掌握情況，對(duì)測(cè)試成績(jī)和學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行知識(shí)圖譜分析。闡述在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中知識(shí)圖譜的構(gòu)建和應(yīng)用方式。5、（本題5分）某科研機(jī)構(gòu)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)需要支持科研項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)管理和預(yù)算控制。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型和管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)科研經(jīng)費(fèi)的合理分配、使用監(jiān)控和預(yù)算控制。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，移動(dòng)設(shè)備上的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用需求不斷增加。請(qǐng)?jiān)敿?xì)論述移動(dòng)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)和挑戰(zhàn)，如設(shè)備資源受限、網(wǎng)絡(luò)連接