山東輕工職業(yè)學(xué)院《分布式與并行計算》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《分布式與并行計算》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、考慮一個分布式數(shù)據(jù)庫用于金融交易系統(tǒng)，以下哪種技術(shù)可以保證交易的順序性？（）A.分布式鎖B.消息隊列C.分布式事務(wù)日志D.以上都可以2、在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的分區(qū)是一種常見的優(yōu)化策略。假設(shè)一個分布式社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，按照用戶的活躍度進(jìn)行分區(qū)。當(dāng)需要查詢某個活躍度范圍內(nèi)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3、當(dāng)需要在分布式數(shù)據(jù)庫中存儲和處理地理空間數(shù)據(jù)時，以下哪種數(shù)據(jù)模型和索引結(jié)構(gòu)更為適用？（）A.空間填充曲線B.R樹C.B樹D.鏈表4、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的查詢優(yōu)化需要考慮更多的因素，相比傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)庫更為復(fù)雜。假設(shè)一個分布式電商平臺的數(shù)據(jù)庫，存儲了商品信息、用戶訂單和評價等數(shù)據(jù)。當(dāng)執(zhí)行一個涉及多個節(jié)點數(shù)據(jù)的復(fù)雜查詢時，以下關(guān)于查詢優(yōu)化的說法，哪一個是不正確的？（）A.優(yōu)化器需要評估不同的執(zhí)行計劃，包括數(shù)據(jù)傳輸成本和節(jié)點計算成本B.可以通過在節(jié)點上創(chuàng)建臨時表來減少數(shù)據(jù)傳輸量，提高查詢效率C.完全依賴數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的自動優(yōu)化功能，不需要人工干預(yù)和調(diào)整查詢語句D.考慮使用并行查詢技術(shù)，在多個節(jié)點上同時執(zhí)行部分查詢?nèi)蝿?wù)，加快查詢速度5、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)點負(fù)責(zé)寫入操作，多個從節(jié)點用于讀取操作。當(dāng)主節(jié)點發(fā)生故障時，需要從多個從節(jié)點中選擇一個提升為主節(jié)點。在選擇新主節(jié)點的過程中，以下哪個因素是最關(guān)鍵的考慮因素？（）A.從節(jié)點的數(shù)據(jù)與主節(jié)點的同步程度B.從節(jié)點的硬件性能和網(wǎng)絡(luò)帶寬C.從節(jié)點的負(fù)載情況D.從節(jié)點與其他節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)連接穩(wěn)定性6、在分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)的復(fù)制策略會影響數(shù)據(jù)的一致性和可用性。以下哪種復(fù)制策略在節(jié)點故障時恢復(fù)速度較快？（）A.主從復(fù)制B.多主復(fù)制C.無主復(fù)制D.以上都不是7、在分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)分片的粒度對系統(tǒng)性能有重要影響。以下哪種分片粒度通常會導(dǎo)致較高的系統(tǒng)開銷？（）A.細(xì)粒度分片B.粗粒度分片C.中等粒度分片D.分片粒度對系統(tǒng)開銷沒有影響8、在一個采用分布式架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了提高數(shù)據(jù)的可靠性和可用性，以下哪種數(shù)據(jù)存儲方式是比較推薦的？（）A.多副本存儲B.分布式存儲C.集中式存儲D.以上都不是9、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)點上有副本。為了提高系統(tǒng)在節(jié)點故障時的可用性，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C.根據(jù)節(jié)點的負(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10、某分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一個節(jié)點出現(xiàn)了性能瓶頸，導(dǎo)致處理請求的延遲顯著增加。為了迅速解決這個問題，以下哪種措施是最為直接有效的？（）A.對該節(jié)點的數(shù)據(jù)庫配置進(jìn)行優(yōu)化B.將部分?jǐn)?shù)據(jù)遷移到其他性能較好的節(jié)點C.對該節(jié)點的硬件進(jìn)行升級D.在該節(jié)點上增加更多的內(nèi)存11、在分布式數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)需要進(jìn)行跨節(jié)點的關(guān)聯(lián)操作時，以下哪種方法可以提高性能？（）A.提前在各節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理B.減少關(guān)聯(lián)條件C.避免跨節(jié)點關(guān)聯(lián)D.以上都是12、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)點的存儲容量和性能B.現(xiàn)有數(shù)據(jù)節(jié)點的數(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13、對于分布式數(shù)據(jù)庫中的查詢優(yōu)化器，以下哪個功能對提高查詢性能最為關(guān)鍵？（）A.成本估算B.執(zhí)行計劃選擇C.索引推薦D.以上都是14、在一個由多個節(jié)點組成的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定。為了提高系統(tǒng)的容錯性，以下哪種方法是可行的？（）A.增加數(shù)據(jù)副本數(shù)量B.采用異步通信和消息隊列C.優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由策略D.以上都是15、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一致性協(xié)議對于確保數(shù)據(jù)的正確性至關(guān)重要。假設(shè)一個分布式事務(wù)需要同時更新位于不同城市的數(shù)據(jù)節(jié)點，并且采用了兩階段提交協(xié)議。在事務(wù)提交過程中，如果某個數(shù)據(jù)節(jié)點在第二階段響應(yīng)超時，以下哪種處理方式能夠最大程度地保證數(shù)據(jù)的一致性和事務(wù)的原子性？（）A.等待超時節(jié)點恢復(fù)響應(yīng)，根據(jù)其結(jié)果決定事務(wù)是提交還是回滾B.忽略超時節(jié)點，默認(rèn)事務(wù)已經(jīng)成功提交C.回滾整個事務(wù)，確保數(shù)據(jù)的一致性D.基于其他正常節(jié)點的響應(yīng)，推測超時節(jié)點的狀態(tài)并進(jìn)行相應(yīng)處理16、在分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)查詢是一個常見的操作。以下關(guān)于分布式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)查詢的描述中，錯誤的是？（）A.分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)查詢需要考慮數(shù)據(jù)的分布情況和網(wǎng)絡(luò)延遲等因素，以優(yōu)化查詢性能B.分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)查詢可以使用SQL語言進(jìn)行，也可以使用特定的分布式查詢語言C.分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)查詢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D.分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)查詢結(jié)果總是與集中式數(shù)據(jù)庫中的查詢結(jié)果完全一致17、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的事務(wù)管理面臨諸多挑戰(zhàn)。假設(shè)一個事務(wù)需要同時更新位于不同國家的數(shù)據(jù)節(jié)點上的數(shù)據(jù)，并且這些數(shù)據(jù)節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定。以下哪種情況最有可能導(dǎo)致事務(wù)執(zhí)行失敗或出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致？（）A.網(wǎng)絡(luò)延遲導(dǎo)致部分更新操作未能及時完成B.不同數(shù)據(jù)節(jié)點的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)版本存在差異C.事務(wù)中的某些操作違反了部分?jǐn)?shù)據(jù)節(jié)點的數(shù)據(jù)完整性約束D.以上情況都有可能導(dǎo)致事務(wù)執(zhí)行失敗或出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致18、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遷移可能會導(dǎo)致性能下降。假設(shè)一個分布式電商評論數(shù)據(jù)庫，由于業(yè)務(wù)調(diào)整需要將部分?jǐn)?shù)據(jù)從一個數(shù)據(jù)中心遷移到另一個數(shù)據(jù)中心。為了減少遷移對在線業(yè)務(wù)的影響，以下哪種遷移方式較為合適？（）A.在業(yè)務(wù)低峰期進(jìn)行批量遷移B.實時遷移，逐步完成數(shù)據(jù)遷移C.暫停業(yè)務(wù)，一次性完成數(shù)據(jù)遷移D.隨機(jī)選擇部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行遷移，逐步完成19、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的負(fù)載均衡旨在均勻分配系統(tǒng)資源和工作負(fù)載。假設(shè)系統(tǒng)中有多個站點處理查詢請求，當(dāng)某個站點的負(fù)載突然增加時，以下哪種負(fù)載均衡策略能夠快速有效地將部分請求分配到其他站點？（）A.基于隨機(jī)的請求分配B.根據(jù)站點的當(dāng)前負(fù)載比例進(jìn)行分配C.優(yōu)先分配給性能最強(qiáng)的站點D.按照請求的類型分配到特定的站點20、當(dāng)需要在分布式數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)的批量導(dǎo)入時，以下哪種方式效率更高？（）A.逐個節(jié)點導(dǎo)入B.并行導(dǎo)入C.先導(dǎo)入一個節(jié)點再復(fù)制D.使用第三方工具二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)描述分布式數(shù)據(jù)庫中的分布式查詢的并行執(zhí)行策略，分析如何充分利用分布式計算資源提高查詢效率。2、（本題5分）數(shù)據(jù)分布在分布式數(shù)據(jù)庫中至關(guān)重要。請解釋數(shù)據(jù)分布的模式（如哈希分布、范圍分布等），分析它們對數(shù)據(jù)訪問和查詢性能的影響，并舉例說明。3、（本題5分）詳細(xì)說明分布式數(shù)據(jù)庫中的分布式鎖機(jī)制，包括樂觀鎖和悲觀鎖的應(yīng)用，分析其在并發(fā)控制中的作用和性能開銷。4、（本題5分）詳細(xì)說明分布式數(shù)據(jù)庫中的分布式鎖的鎖升級和鎖降級策略，分析如何根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行鎖的級別調(diào)整。5、（本題5分）解釋在分布式數(shù)據(jù)庫中，如何處理數(shù)據(jù)的版本控制和多版本并發(fā)控制，分析其對并發(fā)操作和數(shù)據(jù)一致性的影響。三、綜合應(yīng)用題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某金融機(jī)構(gòu)開展供應(yīng)鏈金融業(yè)務(wù)，需要整合核心企業(yè)、上下游企業(yè)和金融機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)風(fēng)險評估和資金管理。請為該業(yè)務(wù)設(shè)計分布式數(shù)據(jù)庫方案，包括數(shù)據(jù)的整合和共享模式、風(fēng)險評估模型的實現(xiàn)、資金流數(shù)據(jù)的監(jiān)控和分析，以及如何保障數(shù)據(jù)的真實性和完整性。2、（本題5分）某在線視頻平臺擁有大量的視頻資源和用戶觀看記錄，設(shè)計分布式數(shù)據(jù)庫架構(gòu)以支持視頻的快速加載和個性化推薦。探討如何優(yōu)化存儲和帶寬利用，以及如何處理用戶并發(fā)訪問。3、（本題5分）某金融科技公司推出創(chuàng)新的金融服務(wù)產(chǎn)品，需要處理大量的金融交易數(shù)據(jù)和風(fēng)險評估數(shù)據(jù)。由于業(yè)務(wù)模式新穎，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)無法適應(yīng)。請為該公司設(shè)計一個分布式數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，包括數(shù)據(jù)模型的選擇、風(fēng)險評估算法的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)集市的構(gòu)建，以及如何利用分布式技術(shù)進(jìn)行實時風(fēng)險監(jiān)控和預(yù)警。4、（本題5分）一個內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）需要存儲大量的多媒體文件和用戶訪問日志，以提供快速的內(nèi)容交付服務(wù)。請設(shè)計一個分布式數(shù)據(jù)庫來支持CDN的業(yè)務(wù)需求，包括文件存儲架構(gòu)、訪問日志分析方法、緩存更新策略，以及如何保障數(shù)據(jù)的高可用性和低延遲訪問。5、（本題5分）一個在線教育平臺的分布式數(shù)據(jù)庫需要支持大規(guī)模的在線考試和成績統(tǒng)計。請設(shè)計數(shù)據(jù)存儲和處理方案，確?？荚囘^程中的數(shù)據(jù)安全和穩(wěn)定性，同時能夠快速準(zhǔn)確地統(tǒng)計考試成績。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在分布式環(huán)境下，數(shù)據(jù)的一致性維護(hù)和沖突解決是復(fù)雜的問題。論述常見的一致性維護(hù)算法和沖突解決策略，如向量時鐘、版本控制等，分析它們的工作原理和適用場景，并探討如何在實際系統(tǒng)中有效地實現(xiàn)一致性維護(hù)和沖突解決。2、（本題10分）隨著邊緣計算的發(fā)展，邊緣設(shè)備上的分布式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用逐漸增