青岛黄海学院《分布式数据库原理（双语）》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《分布式数据库原理（双语）》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、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、在一个分布式数据库系统中，当需要进行数据的备份和恢复时，以下哪种备份策略能够最大程度地减少备份时间和恢复时间？（）A.全量备份结合差异备份B.只进行全量备份C.只进行增量备份D.定期将数据导出到外部存储介质2、在设计分布式数据库的查询处理算法时，需要考虑数据分布和网络开销。假设有一个分布式医疗影像数据库，存储着大量的患者影像数据。当用户发起一个查询请求时，如果涉及多个分片的数据，以下哪种查询处理方式能够最小化网络传输的数据量？（）A.将查询分发到各个分片，然后在本地进行处理，只返回最终结果B.在中心节点进行全局查询规划，将计算任务下推到分片节点，汇总结果C.先从一个分片获取部分数据，根据需要再从其他分片获取D.随机选择一个分片进行查询，若未获取到完整结果，再查询其他分片3、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4、某分布式数据库系统需要支持大规模的数据分析和数据挖掘操作。为了提高这类操作的效率，以下哪种方法是比较有效的？（）A.对数据进行预处理和预计算B.在数据库中建立复杂的索引结构C.将数据导出到专门的数据分析工具中进行处理D.优化数据库的查询计划生成算法5、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6、在一个分布式数据库系统中，数据的安全性是至关重要的。假设系统中的部分站点位于公共云环境中，部分位于企业内部私有网络。以下哪种安全措施对于保护数据的机密性和完整性最为关键？（）A.对所有数据进行加密存储和传输B.实施严格的用户访问控制和身份验证机制C.定期进行数据备份和恢复演练D.安装防火墙和入侵检测系统，防止外部攻击7、在分布式数据库的架构中，以下关于数据一致性模型的描述，哪一项是准确的？（）A.强一致性要求所有节点的数据在任何时刻都完全一致B.最终一致性意味着数据最终会达到一致，但允许中间存在不一致状态C.弱一致性允许数据在较长时间内不一致D.以上一致性模型在实际应用中效果相同8、在分布式事务处理中，三阶段提交协议（3PC）是对两阶段提交协议的改进。以下关于3PC的说法，错误的是（）A.解决了2PC中的阻塞问题B.增加了预提交阶段C.性能优于2PCD.实现复杂度更高9、当分布式数据库中的节点数量增加时，以下哪种通信协议对于提高节点之间的通信效率更为重要？（）A.TCPB.UDPC.HTTPD.RPC10、在分布式数据库系统中，数据的备份和恢复是重要的操作。假设一个分布式企业资源规划（ERP）系统，每天都有大量的数据更新。为了能够快速恢复数据，同时减少备份对系统性能的影响，以下哪种备份策略是合适的？（）A.全量备份每天进行，增量备份每小时进行B.只进行全量备份，每周一次C.增量备份每天进行，全量备份每月一次D.不进行备份，依靠数据复制来保障数据安全11、在一个分布式数据库系统中，当需要进行数据的备份和恢复时，以下哪种策略能够最大程度地减少备份时间和恢复时间？（）A.全量备份结合增量备份B.只进行全量备份C.只进行增量备份D.定期将数据导出到外部存储12、在一个跨区域的分布式数据库系统中，为了保证数据的可用性和容错性，采用了多副本存储策略。假设一份重要数据在三个不同的数据中心都存有副本，当其中一个数据中心因自然灾害而完全瘫痪时，以下哪种副本恢复策略在保证数据一致性的同时，能够最快地恢复系统的正常服务？（）A.立即从其他两个正常运行的数据中心复制数据来重建瘫痪数据中心的副本B.暂停系统服务，等待瘫痪的数据中心恢复后再进行副本同步C.重新调整副本分布，将瘫痪数据中心的副本分配到其他正常数据中心D.降低副本数量，依靠剩余两个数据中心的副本提供服务，待条件允许时再恢复瘫痪数据中心的副本13、在分布式数据库的性能优化中，以下哪种方法对于减少数据传输量和提高网络效率最为有效？（）A.数据压缩和编码B.增加网络带宽C.减少数据冗余D.以上都是14、某分布式数据库系统采用了一致性哈希算法来分配数据，当系统中新增或删除一个节点时，以下关于数据重新分布的描述，哪一项是正确的？（）A.只有与新增或删除节点相关的数据会重新分布B.所有数据都会重新分布C.一半的数据会重新分布D.不需要进行数据重新分布15、分布式数据库系统中的故障恢复是确保系统可靠性的重要环节。假设一个分布式电商数据库在运行过程中，某个节点突然发生故障。以下关于故障恢复的描述，不正确的是：（）A.系统需要能够检测到节点的故障，并迅速切换到备份节点或进行数据恢复操作B.为了加快恢复速度，可以定期对数据进行备份，并将备份存储在多个不同的位置C.在故障恢复过程中，可能会丢失一部分未提交的事务数据，但已提交的事务数据必须能够完整恢复D.故障恢复完成后，系统无需对恢复的数据进行一致性检查，因为恢复过程已经保证了数据的一致性16、在一个分布式数据库系统中，为了保证数据的安全性，采用了访问控制列表（ACL）和加密技术。以下关于ACL的管理和更新，哪一种方式是最安全和高效的？（）A.集中式管理ACL，由一个中央服务器负责授权和更新B.分布式管理ACL，每个节点自行管理本地的访问控制C.定期同步ACL信息，确保各个节点的一致性D.根据数据的敏感性动态调整ACL的管理方式17、在一个分布式数据库系统中，数据一致性的维护需要考虑各种异常情况。假设在一个分布式事务执行过程中，部分参与者所在的站点发生了网络分区，导致与其他站点失去联系，以下哪种处理方式能够保证在网络恢复后数据的一致性？（）A.等待网络恢复，然后继续事务的执行B.放弃当前事务，回滚已经执行的部分操作C.让已经完成操作的参与者提交事务，未完成的回滚D.根据预设的策略，在一定时间内等待，若网络未恢复则进行回滚18、在分布式数据库系统中，为了确保数据的完整性，以下哪种约束机制在分布式环境中更具挑战性？（）A.主键约束B.外键约束C.唯一约束D.检查约束19、分布式数据库系统中的故障检测和恢复是保障系统可用性的关键。假设一个分布式物流数据库系统，突然有一个节点出现故障无法响应。以下哪种故障检测机制能够快速准确地发现并定位故障节点？（）A.定期向所有节点发送心跳消息，根据响应判断故障B.当其他节点发现与某节点通信异常时，报告故障C.由中心节点主动探测其他节点的状态D.等待用户反馈无法访问数据，从而确定故障节点20、在分布式数据库系统中，数据分布在多个节点上。以下关于数据分片的描述，哪一项是不正确的？（）A.水平分片是按照一定条件将数据划分到不同的节点B.垂直分片是将不同的属性列分配到不同的节点C.数据分片可以提高数据的独立性和安全性D.数据分片会增加数据查询和更新的复杂性21、分布式数据库系统中的并发控制是保证数据正确性的重要手段。假设一个分布式在线教育平台的数据库，多个用户同时对课程信息进行操作。以下关于并发控制的描述，不正确的是：（）A.可以采用乐观并发控制方法，先执行操作，在提交时检查是否有冲突，如果有冲突则回滚并重试B.悲观并发控制方法通过在操作前加锁来避免冲突，但可能会导致并发度降低C.多版本并发控制通过保存数据的多个版本，允许并发读取和写入，提高了系统的并发性能D.并发控制只需要在事务级别进行，不需要考虑单个操作的并发情况，因为事务是原子性的22、在一个分布式数据库环境中，数据的一致性维护需要在性能和准确性之间进行权衡。假设一个分布式社交媒体数据库，用户发布的动态需要尽快展示给其他用户，但允许一定程度的数据不一致。以下哪种一致性模型最适合这种场景？（）A.因果一致性B.会话一致性C.读己之所写一致性D.最终一致性23、在分布式事务处理中，以下哪个因素对于保证事务的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）最为关键？（）A.高效的网络通信B.各个节点的本地事务处理能力C.全局的事务协调和管理机制D.大量的存储资源24、分布式数据库系统中的数据复制机制在提高数据可用性方面发挥着重要作用。假设有一个主从复制架构，主节点负责写入操作，多个从节点用于读取操作。当主节点发生故障时，需要从多个从节点中选择一个提升为主节点。在选择新主节点的过程中，以下哪个因素是最关键的考虑因素？（）A.从节点的数据与主节点的同步程度B.从节点的硬件性能和网络带宽C.从节点的负载情况D.从节点与其他节点的网络连接稳定性25、当需要在分布式数据库中存储和处理图数据时，以下哪种数据库更适合？（）A.关系数据库B.文档数据库C.图数据库D.键值数据库二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细说明在分布式数据库环境下，如何进行数据的安全与隐私保护，包括访问控制、加密技术等方面的应用和挑战。2、（本题5分）论述分布式数据库中的数据一致性监控和告警机制，及时发现一致性问题并通知管理员进行处理。3、（本题5分）在分布式数据库系统中，如何进行有效的数据压缩以减少存储空间和网络传输开销？请阐述常见的数据压缩算法和在分布式环境中的应用策略。4、（本题5分）请说明在分布式环境下如何进行数据库的查询计划缓存共享和复用，提高查询处理的效率。三、综合应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5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5分）一家大型企业进行并购，整合双方的分布式数据库系统。分析数据迁移和融合的挑战，制定解决方案，确保数据的完整性和一致性。3、（本题5分）一家物流企业计划引入人工智能技术进行路径优化和预测性维护，需要相应的分布式数据库支持。请分析人工智能应用对数据的要求，设计数据库架构和数据处理流程，包括数据的采集和预处理、模型训练数据的存储和管理、预测结果的存储和应用，以及如何保障数据库与人工智能系统的高效集成。4、（本题5分）一个移动支付平台每天处理大量的交易数据，对数据的准确性和实时性要求极高。由于业务的快速发展，现有的数据库架构面临挑战。请为该移动支付平台设计一个分布式数据库系统，包括选择合适的分布式事务处理机制、数据加密方法、性能监控和优化策略，以确保支付业务的安全和稳定运行。5、（本题5分）一个移动支付平台每天处理大量的交易数据，对数据的准确性和实时性要求极高。由于业务的快速发展，现有的数据库架构面临挑战。请为该移动支付平台设计一个分布式数据库系统，包括选择合适的分布式事务处理机制、数据加密方法、性能监控和优化策略，以确保支付业务的安全和稳定运行。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）分布式数据库系统中的并发控制是确保数据一致性和系统正确性的重要手段。请详细论述并发控制的机制和算法，如两阶段锁协议、时间戳排序协议等，分析并发控制在多节点环境下的复杂性和性能