遼寧大學《分布式數(shù)據(jù)庫原理》2021-2022學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁遼寧大學《分布式數(shù)據(jù)庫原理》

2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______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，數(shù)據(jù)一致性的維護需要借助一些協(xié)議和機制。假設有一個分布式供應鏈管理系統(tǒng)，多個節(jié)點同時更新貨物的庫存信息。以下關于數(shù)據(jù)一致性維護的說法，不正確的是：（）A.兩階段提交協(xié)議通過協(xié)調各個節(jié)點的操作，確保事務要么全部成功提交，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上進行了改進，進一步提高了事務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)派的投票機制來達成共識D.數(shù)據(jù)一致性的維護完全依賴于分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)自身的機制，應用程序不需要進行任何額外的處理2、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。假設一個金融數(shù)據(jù)庫需要按照客戶類型和交易金額進行分布，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.將高價值客戶和大額交易的數(shù)據(jù)集中存儲在高性能的數(shù)據(jù)節(jié)點，其他數(shù)據(jù)分布在其他節(jié)點B.按照客戶類型和交易金額的哈希值均勻分布在多個數(shù)據(jù)節(jié)點上C.根據(jù)客戶所在地區(qū)和交易類型，將數(shù)據(jù)分布在相應的數(shù)據(jù)節(jié)點上D.隨機將數(shù)據(jù)分布在各個數(shù)據(jù)節(jié)點上，通過負載均衡來優(yōu)化訪問3、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)壓縮技術可以節(jié)省存儲空間和網(wǎng)絡帶寬。假設一個數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)具有較高的重復性和規(guī)律性，以下哪種壓縮算法可能會取得較好的壓縮效果？（）A.霍夫曼編碼算法B.LZ78算法C.游程編碼算法D.以上算法都可能有較好效果，具體取決于數(shù)據(jù)特征4、對于分布式數(shù)據(jù)庫中的并發(fā)控制，以下哪種技術可以有效避免死鎖的發(fā)生？（）A.兩階段鎖協(xié)議B.時間戳排序協(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5、在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，以下哪種數(shù)據(jù)加密方式能夠在保證數(shù)據(jù)安全的同時對性能影響較小？（）A.全盤加密B.字段級加密C.傳輸加密D.以上都不是6、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。假設數(shù)據(jù)更新頻繁，以下哪種索引結構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7、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，如果需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式查詢優(yōu)化，以下哪個方面不是重點考慮的因素？（）A.數(shù)據(jù)庫的品牌和版本B.網(wǎng)絡帶寬和延遲C.數(shù)據(jù)的分布模式D.節(jié)點的計算能力8、對于分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)分布策略，以下哪種策略最適合數(shù)據(jù)訪問具有明顯局部性的應用？（）A.哈希分布B.范圍分布C.隨機分布D.以上都不適合9、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了提高數(shù)據(jù)的可用性和容錯性，數(shù)據(jù)通常會在多個節(jié)點上保存副本。當其中一個副本所在的節(jié)點發(fā)生故障，且在故障恢復期間有新的數(shù)據(jù)寫入操作，系統(tǒng)應該如何處理以確保數(shù)據(jù)的一致性？（）A.暫時拒絕新的數(shù)據(jù)寫入，等待故障節(jié)點恢復B.將新數(shù)據(jù)寫入其他正常副本，并在故障節(jié)點恢復后進行同步C.直接在故障節(jié)點上進行數(shù)據(jù)寫入操作，待其恢復后再進行校驗D.隨機選擇一個正常節(jié)點進行數(shù)據(jù)寫入10、在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分布的均衡性對性能有重要影響。以下關于數(shù)據(jù)分布均衡性的評估指標，不準確的是（）A.節(jié)點負載差異B.數(shù)據(jù)存儲量差異C.網(wǎng)絡流量差異D.數(shù)據(jù)庫版本差異11、在分布式數(shù)據(jù)庫的環(huán)境下，以下哪種索引結構更適合處理大量的插入和刪除操作？（）A.B樹索引B.B+樹索引C.位圖索引D.哈希索引12、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，事務的并發(fā)控制機制需要平衡數(shù)據(jù)一致性和系統(tǒng)性能。假設系統(tǒng)采用了樂觀并發(fā)控制策略，以下哪種情況可能會導致事務沖突和回滾？（）A.多個事務同時讀取和修改相同的數(shù)據(jù)B.事務執(zhí)行時間過長，占用了大量資源C.系統(tǒng)負載過高，導致資源競爭D.以上情況都可能導致事務沖突和回滾13、分布式數(shù)據(jù)庫中的安全性是一個重要的問題。以下關于分布式數(shù)據(jù)庫安全性的描述中，錯誤的是？（）A.分布式數(shù)據(jù)庫需要采取多種安全措施來保護數(shù)據(jù)的安全性，例如訪問控制、加密、審計等B.分布式數(shù)據(jù)庫中的安全管理比集中式數(shù)據(jù)庫更加復雜，需要考慮多個節(jié)點之間的安全協(xié)作C.分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)加密可以有效地保護數(shù)據(jù)的機密性，但是會降低查詢性能D.分布式數(shù)據(jù)庫中的安全問題只與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本身有關，與網(wǎng)絡環(huán)境和應用程序無關14、在分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化是一個重要的問題。以下關于數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化的策略中，錯誤的是？（）A.數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化可以通過選擇合適的索引、分區(qū)和存儲方式來提高查詢性能B.數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化可以通過將查詢分解成多個子查詢并在不同節(jié)點上并行執(zhí)行來提高效率C.數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化可以通過使用緩存和預取技術來減少數(shù)據(jù)的讀取時間D.數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化只需要在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)上線時進行一次，以后不需要再進行優(yōu)化15、分布式數(shù)據(jù)庫中的查詢優(yōu)化器需要根據(jù)數(shù)據(jù)分布和系統(tǒng)資源進行決策。假設一個分布式圖書館管理系統(tǒng)，存儲了大量的圖書信息和借閱記錄。當用戶發(fā)起一個復雜的多表關聯(lián)查詢時，以下哪種優(yōu)化器策略可能最能提高查詢性能？（）A.基于成本的查詢優(yōu)化，考慮數(shù)據(jù)分布和網(wǎng)絡開銷B.基于規(guī)則的查詢優(yōu)化，按照預定的規(guī)則進行優(yōu)化C.隨機選擇一種優(yōu)化策略，根據(jù)結果進行調整D.完全依賴數(shù)據(jù)庫管理員手動進行查詢優(yōu)化16、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小？（）A.異步檢查B.定期檢查C.實時檢查D.隨機檢查17、某分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用了主從復制架構，主節(jié)點負責處理寫入操作，從節(jié)點用于讀取操作。當主節(jié)點突然發(fā)生故障且無法恢復時，以下哪種方法能夠在最短時間內(nèi)確保系統(tǒng)的持續(xù)運行，并最大程度地保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性？（）A.立即從現(xiàn)有的從節(jié)點中選擇一個升級為主節(jié)點，并進行數(shù)據(jù)同步B.暫停系統(tǒng)服務，等待主節(jié)點修復C.重新初始化整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并從備份中恢復數(shù)據(jù)D.采用隨機選擇的方式從從節(jié)點中確定新的主節(jié)點18、在分布式數(shù)據(jù)庫的架構中，以下哪種組件負責處理數(shù)據(jù)的復制和同步？（）A.復制管理器B.同步控制器C.數(shù)據(jù)分發(fā)器D.以上都是19、在分布式數(shù)據(jù)庫中，當節(jié)點之間的網(wǎng)絡帶寬有限時，以下哪種操作應該盡量減少？（）A.大量數(shù)據(jù)的傳輸B.頻繁的查詢請求C.復雜的關聯(lián)操作D.以上都是20、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的查詢計劃生成需要考慮數(shù)據(jù)分布和網(wǎng)絡拓撲等因素。假設一個查詢涉及多個數(shù)據(jù)節(jié)點的數(shù)據(jù)，并且網(wǎng)絡帶寬有限，以下哪種查詢計劃生成策略能夠更好地適應這種情況？（）A.優(yōu)先在數(shù)據(jù)所在的本地節(jié)點進行數(shù)據(jù)處理，減少數(shù)據(jù)傳輸B.將計算任務分配到網(wǎng)絡帶寬較大的數(shù)據(jù)節(jié)點C.根據(jù)數(shù)據(jù)量和計算復雜度，動態(tài)選擇數(shù)據(jù)傳輸和計算的位置D.隨機選擇數(shù)據(jù)節(jié)點進行數(shù)據(jù)處理和傳輸21、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的事務管理需要處理各種異常情況。假設一個分布式電商支付系統(tǒng)，在事務執(zhí)行過程中突然出現(xiàn)網(wǎng)絡分區(qū)，導致部分節(jié)點無法通信。以下哪種事務處理策略能夠最大程度地保證支付的準確性和完整性？（）A.暫停所有事務，等待網(wǎng)絡恢復后重新執(zhí)行B.在可通信的節(jié)點上繼續(xù)執(zhí)行事務，記錄異常情況C.回滾所有未完成的事務，待網(wǎng)絡恢復后重新開始D.按照預設的規(guī)則，在部分節(jié)點上獨立完成事務22、在分布式數(shù)據(jù)庫的性能優(yōu)化中，以下哪個方面對于減少網(wǎng)絡開銷的效果最明顯？（）A.壓縮數(shù)據(jù)傳輸B.減少數(shù)據(jù)的重復傳輸C.提高網(wǎng)絡傳輸速度D.增加網(wǎng)絡帶寬23、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，為了降低數(shù)據(jù)中心之間的通信成本，以下哪種方法是可行的？（）A.壓縮數(shù)據(jù)傳輸B.減少數(shù)據(jù)交互的頻率C.優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議D.以上都是24、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，以下哪種技術是常用的？（）A.兩階段提交協(xié)議和三階段提交協(xié)議B.Paxos協(xié)議和Raft協(xié)議C.一致性哈希和虛擬節(jié)點D.以上都是25、在分布式數(shù)據(jù)庫的擴展方面，以下關于橫向擴展和縱向擴展的比較，不正確的是（）A.橫向擴展成本較低B.縱向擴展更容易實現(xiàn)C.橫向擴展能更好地應對高并發(fā)D.縱向擴展受硬件限制較大二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋在分布式數(shù)據(jù)庫中，如何處理數(shù)據(jù)的分布式存儲中的數(shù)據(jù)加密的密鑰管理，分析如何保障密鑰的安全性和可用性。2、（本題5分）詳細描述分布式數(shù)據(jù)庫中的分布式事務的超時處理機制，分析如何避免事務長時間阻塞和提高系統(tǒng)的響應性。3、（本題5分）詳細說明分布式數(shù)據(jù)庫中的分布式查詢執(zhí)行計劃的生成和優(yōu)化，分析如何根據(jù)網(wǎng)絡拓撲和資源狀況制定最優(yōu)執(zhí)行計劃。4、（本題5分）論述分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分區(qū)的熱點數(shù)據(jù)識別和處理策略，分析如何有效地處理熱點數(shù)據(jù)以提高系統(tǒng)性能。三、綜合應用題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線教育平臺的分布式數(shù)據(jù)庫需要支持學生學習路徑的個性化推薦和自適應學習。請分析如何根據(jù)學生的學習情況和特點，推薦個性化學習路徑，實現(xiàn)自適應學習。2、（本題5分）某社交媒體公司為了解用戶社交關系緊密程度，對用戶互動數(shù)據(jù)進行中心度分析。說明在分布式數(shù)據(jù)庫中中心度計算的方法和數(shù)據(jù)處理流程。3、（本題5分）某移動支付平臺每天處理大量的交易數(shù)據(jù)，為了應對高并發(fā)和數(shù)據(jù)安全的挑戰(zhàn)，采用分布式數(shù)據(jù)庫架構。請設計該平臺的數(shù)據(jù)庫架構，包括數(shù)據(jù)存儲、備份和恢復策略，以及如何防止欺詐交易和數(shù)據(jù)泄露。4、（本題5分）一家物流配送公司需要建立分布式數(shù)據(jù)庫來優(yōu)化配送路線和管理貨物跟蹤信息。探討如何利用地理信息系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫技術，實現(xiàn)實時的路徑規(guī)劃和貨物狀態(tài)更新。5、（本題5分）某金融機構需要構建一個分布式數(shù)據(jù)庫來存儲客戶的賬戶信息和交易記錄，同時要滿足嚴格的安全性和合規(guī)性要求。請制定相應的安全策略，包括用戶認證、授權、數(shù)據(jù)加密等，并設計災難恢復方案以確保數(shù)據(jù)的可靠性和可用性。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）論述分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性驗證的測試用例設計和執(zhí)行，研究如何設計全面有效的測試用例來驗證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性，分析測試執(zhí)行的過程和結果評估