北京理工大学《分布式系统技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页北京理工大学

《分布式系统技术》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在分布式数据库系统中，以下哪种方式可以有效地解决数据倾斜问题？（）A.重新分布数据B.增加副本数量C.优化查询语句D.以上都是2、在一个大规模的分布式数据库系统中，需要对系统的性能进行监测和评估。以下哪些指标对于全面了解系统的性能是最为关键的？（）A.每个节点的CPU利用率、内存使用情况和磁盘I/O速度B.系统的整体吞吐量（如每秒处理的事务数、每秒查询量）、响应时间（如平均查询响应时间、事务提交时间）和数据一致性的偏差程度C.网络带宽的使用情况、数据传输的延迟和丢包率D.以上所有指标都是关键的，需要综合考虑来评估系统的性能3、分布式数据库中的数据压缩可以节省存储空间和网络带宽。假设一个分布式图像存储数据库，存储着大量的高分辨率图像。以下哪种图像压缩算法可能最适合在这种场景下使用？（）A.JPEG压缩算法B.ZIP压缩算法C.RAR压缩算法D.无损压缩算法4、以下哪种分布式数据库的故障检测机制能够快速发现节点故障并进行处理？（）A.心跳检测B.定期轮询C.人工监控D.以上都不是5、在分布式数据库系统中，为了保证数据的一致性和可用性，以下哪种共识算法被广泛应用？（）A.PaxosB.RaftC.GossipD.以上都是6、对于分布式数据库中的并发控制，以下哪种技术可以有效避免死锁的发生？（）A.两阶段锁协议B.时间戳排序协议C.悲观并发控制D.不采取任何并发控制，让冲突自然解决7、当设计分布式数据库的存储方案时，以下哪个因素对于数据的可靠性影响最大？（）A.数据的备份策略B.数据的加密方式C.存储节点的硬件性能D.数据的分片方式8、在一个分布式数据库系统中，为了提高数据的一致性和可靠性，以下哪种数据复制方式是比较常用的？（）A.主从复制和对等复制相结合B.链式复制C.多主复制D.以上都是9、分布式数据库系统中的事务隔离级别对于并发控制和数据一致性有着重要影响。假设一个系统支持读未提交、读已提交、可重复读和串行化四种隔离级别。在一个高并发的银行转账系统中，以下哪种隔离级别能够在保证数据一致性的同时，最大程度地提高系统的并发性能？（）A.读未提交B.读已提交C.可重复读D.串行化10、在一个分布式数据库系统中，为了实现数据的高效检索，以下哪种索引结构是比较适合的？（）A.B树索引B.哈希索引C.全文索引D.根据数据特点和查询需求选择合适的索引11、在分布式数据库系统中，数据一致性是一个关键问题。假设有一个分布式库存管理系统，多个节点同时对库存数量进行更新。以下关于数据一致性的保障措施，哪一项是不准确的：（）A.可以采用基于锁的机制，在更新操作时对相关数据加锁，防止其他并发操作导致的数据不一致B.利用时间戳来判断数据的版本，确保读取到的是最新且一致的数据C.定期进行数据的同步和校验，及时发现并纠正不一致的数据D.只要保证每个节点的本地数据一致性，整个分布式系统的数据一致性就能够自动得到保障，无需额外的协调机制12、在一个分布式数据库系统中，为了提高系统的可扩展性，采用了水平扩展的方式增加存储和处理能力。假设系统需要新增一批服务器，以下哪个方面需要重点考虑以确保系统的性能和一致性不受影响？（）A.数据的重新分布和负载均衡B.新服务器的硬件配置和性能优化C.软件版本的兼容性和升级D.以上方面都需要重点考虑13、在一个分布式数据库系统中，数据的安全性是至关重要的。假设存在多个数据中心，每个数据中心都有自己的访问控制策略和用户认证机制。当用户需要跨数据中心访问数据时，以下哪种安全措施是最合适的？（）A.在每个数据中心都为用户创建独立的账号和权限，用户在访问不同数据中心时需要分别登录和验证B.建立一个统一的用户认证和授权中心，所有数据中心都依赖这个中心进行用户的认证和授权C.采用基于角色的访问控制（RBAC），为用户分配在不同数据中心的相同角色和权限，简化访问管理D.使用单点登录（SSO）技术，用户只需登录一次，就可以在经过授权的情况下访问多个数据中心的数据14、在分布式数据库中，以下关于数据分片策略的选择，哪一项是最重要的考虑因素？（）A.数据的访问模式B.节点的硬件配置C.数据库的品牌D.数据的增长量15、在分布式数据库的设计中，数据分片是一项重要的技术。假设有一个大型的客户关系管理系统，客户数据按照地域进行分片。如果公司业务扩展到新的地区，需要增加新的数据分片，以下哪种方式对系统的影响最小？（）A.直接在现有架构中添加新的分片，然后逐步迁移数据B.重新设计整个数据分片架构，一次性完成数据迁移C.暂停系统服务，完成新分片的添加和数据迁移后再恢复服务D.放弃原有的分片方式，采用全新的分片策略16、某分布式数据库系统用于存储一个大型电商平台的商品库存信息，由于商品的频繁上下架和库存数量的变化，数据的一致性维护成为一个挑战。以下关于解决数据一致性问题的方法，哪一项是最有效的？（）A.使用分布式锁机制，确保在同一时间只有一个操作可以修改库存数据B.采用基于消息队列的异步更新方式，保证库存数据的最终一致性C.定期对库存数据进行全量比对和校正D.限制库存数据的修改频率，减少一致性问题的出现17、在分布式数据库中，当节点之间的网络带宽有限时，以下哪种操作应该尽量减少？（）A.大量数据的传输B.频繁的查询请求C.复杂的关联操作D.以上都是18、分布式数据库系统中的数据存储格式对于查询性能和存储空间利用有着重要影响。假设需要存储大量的半结构化数据，以下哪种存储格式在处理复杂查询和数据聚合时可能具有更好的性能？（）A.列式存储格式B.行式存储格式C.文档型存储格式D.图存储格式19、在分布式数据库中，数据一致性是一个关键问题。以下关于数据一致性的维护方法中，错误的是？（）A.数据一致性可以通过数据复制和同步机制来维护，确保各个节点上的数据保持一致B.数据一致性可以通过事务管理和分布式锁来维护，确保多个节点对数据的并发访问不会导致数据不一致C.数据一致性可以通过数据校验和数据修复机制来维护，确保数据的完整性和正确性D.数据一致性只需要在数据库系统上线时进行维护，以后不需要再进行维护20、在一个分布式数据库系统中，数据分布在多个节点上。假设存在节点A、B和C，其中节点A存储了部分客户信息，节点B存储了订单信息，节点C存储了产品信息。当进行一个涉及客户、订单和产品的复杂查询时，需要在多个节点之间进行数据传输和协调。以下关于这种情况下数据一致性和性能优化的描述，哪一项是正确的？（）A.为了确保数据一致性，应在每次查询时都将所有相关数据从各个节点复制到一个中央节点进行处理，这样可以避免数据不一致的问题，但会增加数据传输量和处理时间B.可以通过在各个节点上预先计算和存储一些常用的关联结果，以减少查询时的数据传输和计算量，但这可能需要额外的存储空间和更新成本C.由于分布式环境下数据一致性难以保证，应尽量减少复杂查询，而采用简单的独立查询在各个节点上进行，然后在应用层进行结果的整合D.为了提高性能，应忽略数据一致性的要求，允许各个节点在一定时间内的数据差异，然后定期进行数据同步和校正21、对于分布式数据库中的数据分布算法，以下哪种算法在应对节点增减时具有较好的适应性？（）A.一致性哈希算法B.取模算法C.随机算法D.以上算法适应性相同22、当分布式数据库中的某个节点发生故障时，以下哪种故障检测机制能够快速发现并响应？（）A.心跳检测B.定期轮询C.异常监测D.以上都是23、分布式数据库是一种将数据存储在多个物理位置的数据库系统。以下关于分布式数据库的特点描述中，错误的是？（）A.分布式数据库具有高可用性，因为数据存储在多个节点上，即使某个节点出现故障，系统仍然可以正常运行B.分布式数据库可以提高数据的可扩展性，通过增加节点可以轻松地扩展存储容量和处理能力C.分布式数据库中的数据分布是完全随机的，没有任何规律可循D.分布式数据库需要解决数据一致性和事务管理等复杂问题24、在分布式数据库系统中，当节点发生故障时，以下哪种恢复机制能够快速恢复数据并保证系统的可用性？（）A.定期全量备份B.基于日志的恢复C.数据冗余存储D.重新初始化数据库25、分布式数据库中的数据迁移可能会因为网络故障而中断。以下哪种机制能够保证数据迁移的可靠性和容错性？（）A.断点续传B.自动重试C.数据校验D.以上都是二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）分布式数据库中的数据加密对查询性能有一定影响。请论述如何降低加密对查询处理的性能开销。2、（本题5分）请说明在分布式环境下如何进行数据库的索引优化和重建策略，根据数据变化动态调整索引。3、（本题5分）阐述分布式数据库系统中的数据一致性的分布式事务隔离级别实现机制，分析如何在分布式环境下实现不同的事务隔离级别。4、（本题5分）详细说明分布式数据库中的并发控制机制，分析其与传统集中式数据库并发控制的区别和难点。三、综合应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某社交媒体平台的分布式数据库需要支持用户社交网络的可视化和分析。请设计数据采集和处理方案，以及可视化和分析算法，展示用户社交关系，挖掘社交网络的特征和规律。2、（本题5分）一家社交媒体平台的分布式数据库需要支持用户画像和个性化广告推送。请设计数据采集和处理流程，以及用户画像模型，以实现精准的个性化广告推送，同时保护用户隐私和数据安全。3、（本题5分）某在线视频平台拥有大量的视频资源和用户观看记录，设计分布式数据库架构以支持视频的快速加载和个性化推荐。探讨如何优化存储和带宽利用，以及如何处理用户并发访问。4、（本题5分）某在线教育平台为了解学生知识掌握情况，对测试成绩和学习行为数据进行知识图谱分析。阐述在分布式数据库中知识图谱的构建和应用方式。5、（本题5分）某科研机构的分布式数据库需要支持科研项目的经费管理和预算控制。请设计数据模型和管理机制，实现科研经费的合理分配、使用监控和预算控制。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）随着移动互联网的发展，移动设备上的分布式数据库应用需求不断增加。请详细论述移动分布式数据库系统的特点和挑战，如设备资源受限、网络连接