青海大学昆仑学院《分布式与并行计算》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《分布式与并行计算》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30个小题，每小题1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、在分布式数据库系统中，以下哪种网络拓扑结构更有利于数据的快速传输？（）A.星型拓扑B.环型拓扑C.总线型拓扑D.树型拓扑2、当在分布式数据库中处理跨节点的事务时，以下哪个问题是最具挑战性的？（）A.事务的原子性保证B.事务的隔离性保证C.事务的持久性保证D.事务的并发控制3、当分布式数据库中的节点之间网络延迟较大时，以下哪种数据同步方式可能会受到较大影响？（）A.实时同步B.定时同步C.批量同步D.异步同步4、考虑一个分布式数据库用于医疗系统，存储了患者的病历和诊断信息。以下哪种方式最能保证患者数据的安全性？（）A.访问控制和身份验证B.数据加密和备份C.定期审计和监测D.以上都是5、分布式数据库中的数据分片策略可能会影响查询的复杂性。以下哪种分片策略可能导致跨分片查询较为复杂？（）A.基于范围的分片B.基于哈希的分片C.基于列表的分片D.随机分片6、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7、某分布式数据库系统中的一个节点发生故障，导致存储在该节点上的数据暂时不可用。为了保证系统的持续运行和数据的完整性，以下哪种恢复策略是最恰当的？（）A.立即从其他正常节点复制相同的数据来恢复故障节点的数据，同时暂停对相关数据的访问，直到恢复完成B.利用预先创建的备份来恢复故障节点的数据，恢复过程中允许对其他不相关的数据进行访问，但可能会导致一定时间的数据丢失C.启动故障转移机制，将故障节点上的工作负载转移到其他正常节点，并在后台逐步恢复故障节点的数据D.以上三种策略的组合，根据故障的严重程度和系统的当前状态选择最合适的恢复方式8、在分布式数据库中，数据备份和恢复是一个重要的问题。以下关于分布式数据库备份和恢复的描述中，错误的是？（）A.分布式数据库需要定期进行数据备份，以防止数据丢失或损坏B.分布式数据库的备份可以采用全量备份和增量备份相结合的方式，以提高备份效率C.分布式数据库的恢复需要考虑数据的分布情况和备份策略，以确保能够快速地恢复数据D.分布式数据库的备份和恢复可以完全自动化进行，不需要人工干预9、分布式数据库系统中的索引维护是一项重要的任务。假设数据更新频繁，以下哪种索引结构在这种情况下能够较好地平衡查询性能和索引维护的效率？（）A.B树索引B.B+树索引C.哈希索引D.位图索引10、分布式数据库中的数据存储是一个关键问题。以下关于数据存储的方法中，错误的是？（）A.数据存储可以采用关系型数据库、NoSQL数据库或分布式文件系统等不同的存储技术，根据数据的特点和需求进行选择B.数据存储可以采用分布式存储架构，将数据存储在多个节点上，以提高存储容量和性能C.数据存储可以采用数据分区和索引技术，以便快速地查询和访问数据D.数据存储只需要考虑存储容量和性能，不需要考虑数据的安全性和可靠性11、某分布式数据库系统需要与其他数据库系统进行数据交换，以下哪种数据格式是比较通用和易于转换的？（）A.CSV格式B.JSON格式C.XML格式D.以上都是12、分布式数据库系统中的并发控制机制用于协调多个事务对数据的并发访问。假设一个分布式在线游戏的数据库，处理玩家的操作和游戏状态更新。以下关于并发控制机制的描述，哪一项是不准确的？（）A.乐观并发控制适合冲突较少的场景，通过在提交时检查冲突来提高并发度B.悲观并发控制通过在操作前加锁来避免冲突，但可能会导致锁等待和降低并发性能C.多版本并发控制可以提供更好的并发性能，但会增加数据存储和管理的复杂性D.并发控制机制只需要在数据写入时进行，读取操作不需要考虑并发控制13、在一个分布式数据库系统中，数据迁移是常见的操作。假设需要将大量数据从一个站点迁移到另一个站点，以下哪种方式可以最大程度地减少迁移过程对系统正常运行的影响？（）A.在业务低峰期进行迁移，逐步迁移数据B.先停止系统服务，完成迁移后再重新启动C.同时进行数据迁移和正常的业务处理，通过资源分配来平衡D.将数据压缩后一次性迁移14、在分布式数据库的存储管理中，以下哪种存储策略更适合处理冷热数据？（）A.分层存储B.统一存储C.分布式存储D.集中式存储15、分布式数据库系统中的数据分片可能会导致跨分片查询的复杂性增加。假设一个电商数据库按照商品类别和地区进行了分片，当需要查询某个地区特定类别商品的销售情况时，以下哪种方法可以提高查询的效率？（）A.在每个分片上执行查询，然后在应用层进行结果合并B.建立全局索引，覆盖所有分片的数据C.将查询分解为多个子查询，分别在相关分片上执行D.定期将分片数据合并到一个中央数据库进行查询16、分布式数据库系统中的数据备份和恢复策略需要考虑数据量和恢复时间目标。假设系统需要在短时间内恢复大量数据，以下哪种备份方式和恢复策略是最合适的？（）A.全量备份结合增量备份，恢复时先恢复全量再应用增量B.差异备份结合全量备份，恢复时先恢复差异再恢复全量C.只进行全量备份，恢复时直接使用全量备份D.实时同步数据到备用站点，故障时切换到备用站点17、分布式数据库中的查询处理涉及多个节点的协作。以下关于分布式查询执行计划的生成，不正确的是（）A.需要考虑数据分布和网络开销B.可以完全由中央节点生成C.各节点可以根据本地情况优化执行计划D.执行计划的生成是一个复杂的过程18、在分布式数据库中，数据分片是一种将数据划分成多个片段并存储在不同节点上的技术。以下关于数据分片的描述中，错误的是？（）A.数据分片可以提高数据的查询性能，因为可以并行地在多个节点上进行查询B.数据分片可以根据数据的属性或业务规则进行划分，例如按照地理位置、时间范围等进行分片C.数据分片需要考虑数据的完整性和一致性，确保不同分片之间的数据能够正确地组合和查询D.数据分片一旦确定就不能再进行调整和改变，否则会导致数据丢失或系统故障19、在一个跨多个数据中心的分布式数据库系统中，数据复制的延迟可能会导致数据不一致。假设一个数据中心的更新操作需要一段时间才能复制到其他数据中心，以下哪种技术可以减少这种不一致性对应用的影响？（）A.增加数据复制的频率B.使用缓存来暂存未同步的数据C.应用程序在读取数据时进行版本检查和冲突解决D.以上技术都可以减少不一致性的影响20、在一个分布式数据库系统中，为了实现跨节点的事务处理，需要解决分布式事务的协调和一致性问题。以下关于分布式事务的处理方式，哪一种是最复杂但能够提供最强一致性保证的？（）A.两阶段提交协议B.三阶段提交协议C.基于补偿的事务处理D.最终一致性事务处理21、分布式数据库系统中的事务隔离级别决定了事务之间的可见性和并发程度。假设一个分布式在线预订系统，同时有多个用户进行预订操作。以下关于事务隔离级别的描述，不正确的是：（）A.读未提交隔离级别允许一个事务读取另一个未提交事务的数据，可能导致脏读问题B.读已提交隔离级别保证一个事务只能读取已经提交的数据，避免了脏读，但可能存在不可重复读问题C.可重复读隔离级别在一个事务内多次读取的数据是一致的，避免了不可重复读，但可能存在幻读问题D.串行化隔离级别提供了最高的隔离性，完全避免了脏读、不可重复读和幻读问题，但系统并发性能最差。因此，在任何情况下都不应该选择串行化隔离级别，而应优先选择低隔离级别以提高并发性能22、分布式数据库中的元数据管理至关重要。以下关于元数据的描述，错误的是（）A.包括数据分布信息、索引信息等B.元数据的一致性容易维护C.对系统的查询优化和管理有重要作用D.元数据的存储和访问需要高效的机制23、分布式数据库中的事务隔离级别与集中式数据库类似。以下关于可串行化隔离级别的描述，不准确的是（）A.提供最高级别的事务隔离B.对系统性能影响较大C.可以避免所有的并发问题D.实现难度较低24、在分布式数据库的容灾方案中，以下哪个措施对于快速恢复数据至关重要？（）A.异地备份B.数据复制C.定期演练恢复流程D.以上都是25、在一个分布式数据库系统中，当新的数据节点需要加入系统时，数据的重新分布和平衡是一个重要的操作。假设系统采用了自动数据平衡机制，以下哪个因素对于确定数据迁移的量和方向起着最为关键的作用？（）A.新数据节点的存储容量和性能B.现有数据节点的数据负载和网络带宽C.数据的访问模式和热点区域分布D.以上因素共同起着关键作用，需要综合考虑26、在分布式数据库系统中，数据的一致性模型会影响系统的性能和可用性。假设一个分布式外卖配送系统，实时更新订单状态和骑手位置。以下关于数据一致性模型的选择，哪一项是不正确的？（）A.强一致性模型能够提供最准确的数据，但可能导致系统响应延迟较高B.最终一致性模型适用于对数据实时性要求不高的场景，如历史订单查询C.因果一致性模型可以保证有因果关系的操作的顺序一致性，但对无因果关系的操作允许一定的不一致D.数据一致性模型的选择只需要考虑系统性能，不需要考虑业务需求和用户体验27、在分布式数据库系统中，数据的一致性维护需要权衡性能和准确性。假设一个分布式外卖订单系统，在订单配送过程中，实时更新订单状态。对于订单状态的一致性要求，以下哪种策略可能最为合适？（）A.强一致性，确保每个用户看到的订单状态实时准确B.最终一致性，允许订单状态在一定时间内更新延迟C.因果一致性，只保证有因果关系的订单状态更新顺序正确D.读己之所写一致性，用户看到自己更新的订单状态立即生效28、在分布式数据库中，当节点之间的网络延迟较大时，以下哪种操作会受到较大影响？（）A.数据查询B.数据插入C.数据更新D.以上都是29、在分布式数据库中，当进行数据分片时，以下哪种分片依据能够更好地保证数据的独立性？（）A.业务逻辑B.数据量C.数据类型D.节点位置30、在一个具有多个副本的数据分片的分布式数据库中，数据的一致性维护是一个关键问题。假设存在三个副本分别存储在不同的节点上，当其中一个副本的数据被更新时，需要将更新传播到其他副本以保持数据的一致性。以下关于一致性协议和更新传播机制的描述，哪一项是正确的？（）A.采用强一致性协议，立即将更新同步到所有副本，这样可以确保数据的一致性，但可能会导致系统的响应时间增加，尤其是在网络延迟较高的情况下B.采用弱一致性协议，允许副本之间存在一定时间的数据差异，然后定期进行同步，这样可以提高系统的性能，但可能会在某些时间段内提供不一致的数据C.采用最终一致性协议，只要保证在足够长的时间内所有副本能够达到一致即可，无需实时同步更新，这种方式适合对数据一致性要求不高的应用场景D.为了在一致性和性能之间取得平衡，可以采用一种混合一致性协议，根据数据的重要性和访问频率来决定采用强一致性还是弱一致性二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在大规模分布式数据库系统中，数据的分级存储和冷热数据分离是提高存储效率的重要策略。请全面论述数据分级存储和冷热数据分离的原则和方法，分析如何根据数据的访问频率和重要性进行分类存储，探讨在分布式环境下如何实现数据的自动迁移和管理，以及如何优化分级存储系统的性能和成本。2、（本题5分）详细论述分布式数据库系统中的数据清洗和数据预处理技术，分析在分布式环境下如何高效地处理脏数据和不一致数据，保证数据质量。3、（本题5分）详细阐述在分布式数据库系统中，如何优化分布式排序操作的性能，分析排序算法的选择、数据分布和并行处理的策略，以及对系统资源的利用。4、（本题5分）深入探讨在分布式数据库系统中，基于数据血缘的变更管理技术，分析如何追踪数据的变更历史，支持数据的版本控制和回滚操作。5、（本题5分）详细探讨分布式数据库系统中的数据分区的动态扩展和收缩技术，分析如何根据业务需求实时调整分区的大小和数量。三、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合并和拆分策略，根据数据量和访问模式动态调整分区结构。2、（本题5分）详细描述分布式数据库中的数据分布策略，如哈希分布、范围分布等，分析它们对数据存储和查询性能的影响。3、（本题5分）在分布式系统中，如何进行数据库的容量规划和资源预测？考虑业务增长、数据量增加和性能要求，提供有效的容量规划和资源预测方法。4、（本题5分）在分布式数据库中，如何处理数据的分布式更新操作的并发控制和冲突解决，保证更新的正确性和高效性。5、（本题5分）详细说明分布式数据库中的分布式事务的事务日志的分布和管理策略，分析如何保证事务日志的可靠性和可用性。四、综合应用题（本大题共