吉林师范大学博达学院《分布式数据库NoSQL》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《分布式数据库NoSQL》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、考虑一个需要支持高并发读操作的分布式数据库系统，以下哪种缓存策略能够有效地提高系统性能？（）A.本地缓存B.分布式缓存C.多级缓存D.以上都是2、在一个分布式数据库中，若要实现跨节点的复杂关联查询，以下哪种技术可能会被优先考虑？（）A.数据预聚合B.建立全局索引C.将关联操作推送到各个节点并行执行D.减少关联查询，尽量使用简单查询替代3、分布式数据库中的副本管理需要权衡一致性和可用性。以下哪种副本更新策略在网络延迟较高时更适用？（）A.同步更新B.异步更新C.按需更新D.定时更新4、在分布式数据库系统中，为了提高数据的写入性能，以下哪种存储结构更适合？（）A.LSM树B.B+树C.红黑树D.二叉搜索树5、分布式数据库中的数据一致性检测是重要的任务。以下关于一致性检测方法的描述，不正确的是（）A.可以定期进行全量数据比对B.基于哈希值进行快速检测C.一致性检测不会影响系统正常运行D.利用日志进行一致性恢复6、一个分布式数据库系统采用了主从复制的架构，其中主节点负责处理写入操作，从节点用于读取操作。在网络出现故障导致主节点与部分从节点失去连接的情况下，以下关于系统可用性和数据一致性的处理策略，哪一项是最合适的？（）A.暂停所有写入和读取操作，直到网络恢复，以确保数据的一致性，但会导致系统在网络故障期间不可用B.允许在从节点上进行读取操作，但暂时禁止写入操作，等待网络恢复后将从节点的数据与主节点进行同步，这样可以在一定程度上保持系统的可用性C.继续在主节点上进行写入操作，并在网络恢复后将更新同步到从节点。从节点在网络故障期间可以提供基于本地数据的读取服务，但可能会提供不一致的数据D.切换一个从节点作为新的主节点，继续提供写入和读取服务，网络恢复后再解决数据冲突和一致性问题，这种方式可以保持系统的高可用性，但数据冲突解决可能比较复杂7、在分布式数据库系统中，以下哪种数据分布方式更适合数据量不断增长的情况？（）A.哈希分布B.范围分布C.随机分布D.复制分布8、分布式数据库系统中的查询优化是一个复杂的任务，需要考虑多个因素。假设一个分布式教育系统，需要查询不同地区学生的考试成绩。如果数据分布在多个节点上，且每个节点存储了部分地区的数据，以下哪种查询计划可能是最优的？（）A.将查询发送到每个节点，分别获取结果后在中心节点进行合并B.根据数据分布和查询条件，选择部分节点进行查询，然后汇总结果C.先在中心节点对查询条件进行预处理，再将处理后的查询发送到相关节点D.随机选择一个节点进行查询，若未获取到完整结果，再查询其他节点9、分布式数据库系统中的数据迁移是常见的操作。假设有一个不断发展的分布式电商数据库，由于业务增长需要将部分数据从一个节点迁移到另一个节点。以下关于数据迁移的描述，不正确的是：（）A.数据迁移前需要制定详细的计划，包括迁移的时间、数据量、目标节点等B.在数据迁移过程中，需要确保数据的一致性和完整性，避免数据丢失或损坏C.数据迁移完成后，需要对迁移的数据进行验证和测试，确保其能够正常访问和使用D.数据迁移可以在系统运行时进行，不会对正在进行的业务操作产生任何影响，无需暂停服务10、以下哪种分布式数据库的一致性模型更适合对数据一致性要求不高的场景？（）A.强一致性B.弱一致性C.最终一致性D.自定义一致性11、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12、在一个分布式数据库系统中，为了优化数据的写入性能，以下哪种方法是可行的？（）A.批量写入和异步写入B.先写入缓存再同步到数据库C.数据压缩和合并写入D.以上都是13、在分布式数据库的安全防护中，以下关于网络安全的措施，不正确的是（）A.部署防火墙B.忽略网络访问控制C.加密网络传输数据D.防止网络攻击14、分布式数据库系统中的性能评估是衡量系统优劣的重要手段。假设一个分布式医疗影像数据库，存储了大量的医学图像和相关诊断信息。以下关于性能评估指标的描述，不正确的是：（）A.响应时间是指从用户发起查询或操作请求到系统返回结果的时间间隔，是衡量系统性能的重要指标之一B.吞吐量是指系统在单位时间内能够处理的事务数量或数据量，反映了系统的处理能力C.资源利用率是指系统中各种资源（如CPU、内存、网络带宽）的使用情况，过高或过低的资源利用率都可能表明系统存在性能问题D.性能评估只需要关注系统在正常负载下的表现，不需要考虑在高负载或异常情况下的性能，因为这些情况很少发生15、分布式数据库中的数据备份和恢复是一个重要的问题。以下关于数据备份和恢复的策略中，错误的是？（）A.数据备份可以采用全量备份和增量备份相结合的方式，定期进行备份，以确保数据的安全性和可用性B.数据备份可以存储在本地磁盘、网络存储设备或云存储中，根据数据的重要性和恢复需求进行选择C.数据恢复可以通过备份数据的还原和事务日志的回放来实现，确保数据的完整性和一致性D.数据备份和恢复只需要在数据库系统出现故障时进行，平时不需要进行备份和恢复的测试16、在分布式数据库的存储管理中，以下哪种存储引擎更适合处理频繁更新的数据？（）A.关系型存储引擎B.文档型存储引擎C.键值存储引擎D.列式存储引擎17、分布式数据库中的数据分布需要考虑数据的访问热度和节点的负载情况。假设一个分布式新闻数据库，热门新闻的访问量远高于普通新闻。如果采用基于访问热度的数据分布策略，以下哪种方式可能最有效地提高系统性能？（）A.将热门新闻均匀分布到各个节点B.将热门新闻集中存储在少数高性能节点C.根据新闻发布时间进行分布，近期新闻存储在高性能节点D.随机分布热门新闻，不考虑节点性能18、在分布式数据库系统中，以下关于数据一致性级别调整的说法，哪一项是正确的？（）A.一致性级别可以随时随意调整，对系统没有影响B.提高一致性级别会增加系统的性能开销C.降低一致性级别总是能提高系统的可用性D.一致性级别调整只需要在主节点进行操作19、在一个分布式数据库系统中，为了监控系统的性能和健康状况，需要收集各种指标和日志信息。以下关于性能监控的实施，哪一项是最关键的？（）A.确定需要收集的关键性能指标，如响应时间、吞吐量等B.选择合适的监控工具和技术，确保数据的准确收集C.建立有效的告警机制，及时通知管理员系统的异常情况D.对收集到的性能数据进行分析和可视化，以便发现潜在的问题20、在选择分布式数据库的存储引擎时，以下哪个因素对于数据的写入性能影响最大？（）A.磁盘I/O性能B.内存使用效率C.数据压缩算法D.索引结构二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）请解释分布式数据库中的数据分区再平衡策略，说明在数据量变化时如何自动调整数据分区，以保持系统的性能和负载均衡。2、（本题5分）解释在分布式环境下，如何进行数据库的连接池管理和优化，分析如何提高数据库连接的复用率和性能。3、（本题5分）解释在分布式环境下，如何进行数据库的缓存命中率优化和缓存淘汰策略，分析如何提高缓存的有效性。4、（本题5分）阐述分布式数据库系统中的数据缓存一致性协议，分析其在提高系统性能和保证数据一致性方面的作用。5、（本题5分）分布式数据库的容错机制对于系统的可靠性至关重要。请论述常见的容错技术（如数据备份与恢复、故障检测与切换等），以及如何评估容错机制的有效性。三、综合应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线旅游平台为提高线路规划效率，对旅游景点距离数据进行图算法分析。探讨在分布式数据库支持下的图算法选择和实现。2、（本题5分）一家社交媒体平台的分布式数据库需要支持实时的消息推送和动态更新。请设计合适的数据存储结构和更新策略，以确保消息的及时传递和数据的一致性，同时考虑如何处理高并发的写入操作。3、（本题5分）一家电商平台为优化商品分类，对商品属性和用户购买数据进行聚类分析。设计基于分布式数据库的聚类算法选择和数据预处理流程。4、（本题5分）一个大型制造企业的生产流程涉及多个车间和部门，数据分布在不同的系统中。构建分布式数据库来整合这些数据，以便进行生产计划的优化和质量监控。说明如何解决数据异构问题和保证数据的准确性。5、（本题5分）一个物联网平台连接了大量的传感器设备，收集了丰富的环境监测数据、设备运行数据和用户行为数据。请为该物联网平台设计一个分布式数据库系统，包括数据的采集和存储架构、实时数据分析的实现、数据压缩和归档策略，以及如何保障设备与数据库之间的可靠通信和数据一致性。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入探讨在分布式数据库系统中，基