重庆三峡学院《分布式数据库原理及应用》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《分布式数据库原理及应用》2022-2023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15个小题，每小题2分，共30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、对于分布式数据库中的索引结构，以下哪种类型的索引在分布式环境中不太适用？（）A.B树索引B.哈希索引C.位图索引D.全局索引2、分布式数据库系统中的负载均衡旨在均匀分配系统资源和工作负载。假设系统中有多个数据节点处理查询请求，当某个节点的负载突然增加时，以下哪种负载均衡策略能够最快地将部分请求分配到其他负载较轻的节点？（）A.基于随机的请求分配策略B.根据节点的当前负载比例进行动态分配C.优先分配给性能最强的节点D.按照请求的类型和数据分布，定向分配到特定的节点3、假设一个分布式数据库系统中的数据需要进行定期清理和归档，以下哪种策略是合理的？（）A.根据数据的创建时间B.根据数据的访问频率C.根据数据的重要性级别D.以上都可以，综合考虑4、对于一个包含多个分布式数据库节点的系统，以下哪种方式能够最有效地提高数据的读写性能？（）A.增加节点之间的网络带宽B.优化数据库的存储引擎C.减少数据的冗余存储D.采用分布式缓存技术5、分布式数据库中的数据一致性维护需要考虑网络分区的情况。以下哪种策略能够在网络分区时保证数据的可用性？（）A.停止服务B.牺牲一致性C.牺牲可用性D.以上都不是6、在一个分布式数据库系统中，为了实现数据的负载均衡，需要动态地调整数据的分布和任务的分配。以下关于负载均衡策略的选择，哪一种是最需要考虑系统实时状态的？（）A.基于轮询的负载均衡B.基于权重的负载均衡C.基于资源使用情况的负载均衡D.基于随机的负载均衡7、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8、分布式数据库系统中的查询计划生成需要考虑数据分布和网络拓扑等因素。假设一个查询涉及多个数据节点的数据，并且网络带宽有限，以下哪种查询计划生成策略能够更好地适应这种情况？（）A.优先在数据所在的本地节点进行数据处理，减少数据传输B.将计算任务分配到网络带宽较大的数据节点C.根据数据量和计算复杂度，动态选择数据传输和计算的位置D.随机选择数据节点进行数据处理和传输9、分布式数据库中的数据分布策略会影响系统的性能和扩展性。假设一个大型电商数据库，商品评论数据量巨大且增长迅速。如果采用哈希分片策略，以下哪种哈希函数的选择能够较好地平衡数据分布和查询效率？（）A.简单的取模哈希函数B.基于商品ID的复杂哈希函数，考虑多种因素C.随机生成的哈希函数D.固定值的哈希函数10、假设一个分布式数据库系统用于存储一个科研机构的实验数据，这些数据需要长期保存且不可修改。以下关于数据存储和访问的设计，哪一项是最合适的？（）A.采用只读存储介质，确保数据的完整性和不可修改性B.定期对数据进行归档和压缩，减少存储空间C.建立严格的访问控制机制，限制对数据的访问和修改D.以上三个措施都需要结合使用，以满足数据存储和访问的要求11、在分布式数据库系统中，数据的复制可以提高数据的可用性和容错性。假设一个分布式医疗记录系统，患者的病历数据在多个节点上进行复制。以下关于数据复制策略和管理的描述，哪一项是不准确的？（）A.同步复制能够保证数据的强一致性，但可能导致系统性能下降，尤其是在网络延迟较高的情况下B.异步复制可以提高系统的性能，但可能会出现数据短暂不一致的情况C.可以采用主从复制模式，其中主节点负责数据的写入，从节点用于数据的读取，以减轻主节点的负载D.数据复制不需要考虑节点的故障情况，因为复制机制本身能够自动处理任何故障12、在分布式数据库中，数据查询优化是一个重要的问题。以下关于数据查询优化的方法中，错误的是？（）A.数据查询优化可以通过选择合适的索引、分区和存储方式来提高查询性能B.数据查询优化可以通过将查询分解成多个子查询并在不同节点上并行执行来提高效率C.数据查询优化可以通过使用缓存和预取技术来减少数据的读取时间D.数据查询优化只需要在数据库系统层面进行，应用程序不需要进行查询优化13、对于分布式数据库中的查询优化器，以下哪个功能对提高查询性能最为关键？（）A.成本估算B.执行计划选择C.索引推荐D.以上都是14、对于分布式数据库中的数据分区，以下哪种分区方式能够更好地支持点查询？（）A.哈希分区B.列表分区C.范围分区D.随机分区15、在分布式数据库系统中，为了提高查询的并发性，以下哪种锁机制更为灵活？（）A.共享锁B.排他锁C.意向锁D.乐观锁二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细描述分布式数据库系统中的负载均衡技术，包括动态负载均衡和静态负载均衡，说明其实现原理和效果评估。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，包括分布式索引的创建、维护和使用，以及如何避免索引带来的性能开销。3、（本题5分）论述分布式数据库系统中的数据分区的副本一致性检测和修复策略，分析如何确保副本之间的数据一致性。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入探讨在分布式数据库系统中，数据一致性维护的分布式协议，如两阶段提交协议、三阶段提交协议等，分析其工作原理和存在的问题。2、（本题5分）探讨分布式数据库系统中的数据存储的分布式文件系统选择和优化，分析不同分布式文件系统（如HDFS、Ceph等）的特点和适用场景，以及在数据库系统中的优化配置。3、（本题5分）详细阐述分布式数据库系统中的数据一致性协议的改进和创新，分析现有协议的不足，研究新的一致性模型和协议在提高系统性能和可用性方面的潜力。4、（本题5分）深入探讨在分布式数据库系统中，基于数据分布的查询优化器扩展，分析如何针对分布式数据的特点扩展查询优化器的功能，提高查询优化效果。5、（本题5分）详细阐述在分布式数据库系统中，如何处理数据的模糊查询和相似性搜索，分析相关的算法和技术，以及在分布式环境下的实现和优化。四、综合应用题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家物流企业为优化物流网络布局，对物流节点和运输流量数据进行网络流分析。说明在分布式数据库中网络流模型的建立和求解算法。2、（本题10分）一家大型零售企业拥有众多门店和线上销售渠道，产生了海量的销售数据、库存数据和客户数据。为了实现精准营销和库存优化，计划构建分布式数据库。请分析零售企业的数据特点和业务需求，设计数据分片策略、数据