山东圣翰财贸职业学院《分布式数据库原理与设计（双语）》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《分布式数据库原理与设计（双语）》2023-2024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，节点的加入和离开会影响系统的稳定性。假设一个分布式物联网数据库，大量的传感器不断地向数据库写入数据。当有新的传感器节点加入系统时，以下哪种处理方式能够最快地使新节点投入工作？（）A.手动配置新节点的参数，然后启动B.自动发现新节点，推送配置信息并启动C.暂停系统，添加新节点后重新启动D.等待新节点主动注册，然后进行配置2、当分布式数据库中的数据需要进行归档时，以下哪种归档方式更节省存储空间？（）A.压缩归档B.加密归档C.分区归档D.以上都是3、在分布式数据库系统中，数据分布的策略有多种。以下关于数据分片的描述，错误的是（）A.水平分片是将数据按照行进行划分B.垂直分片是将数据按照列进行划分C.混合分片是水平分片和垂直分片的组合D.数据分片后，每个分片必须存储在不同的物理节点上4、在分布式数据库环境中，数据的副本放置策略对于系统的性能和可靠性有着重要影响。假设一个分布式金融交易数据库，交易数据在多个节点上有副本。为了提高系统在节点故障时的可用性，以下哪种副本放置策略可能最为合适？（）A.将副本均匀分布在不同的地理位置B.将副本集中放置在少数几个高性能节点C.根据节点的负载情况动态调整副本放置D.随机放置副本，不考虑其他因素5、对于一个需要处理实时数据的分布式数据库系统，以下哪种技术能够确保数据的及时性和准确性？（）A.采用实时数据处理框架B.增加数据缓存的容量C.优化数据库的存储结构D.提高数据的复制频率6、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.倒排索引C.全文索引D.以上都有可能，取决于数据特点和查询需求7、分布式数据库系统中的数据一致性检查是确保数据正确性的重要手段。假设系统中有大量的数据需要定期进行一致性检查，以下哪种方法能够在较短的时间内较为准确地发现潜在的不一致问题？（）A.随机抽样检查B.基于数据特征和校验和的快速检查C.全表扫描和数据对比D.建立数据副本之间的差异对比机制，并定期同步8、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9、在一个分布式数据库系统中，为了提高系统的可扩展性和灵活性，采用了微服务架构。以下关于微服务之间的数据通信和协调，哪一项是最需要关注的？（）A.通信协议的选择和性能优化B.数据一致性的保证和冲突解决C.服务的发现和注册机制D.以上三个方面都需要重点关注，以确保微服务架构的有效运行10、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、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12、分布式数据库系统中的资源分配和负载均衡是重要的管理任务。假设一个分布式电商平台的数据库，在促销活动期间，访问量剧增。为了确保系统的稳定运行，以下哪种资源分配和负载均衡策略最为有效？（）A.动态增加计算资源，根据节点负载实时调整请求分配B.提前预估访问量，固定分配资源，不进行动态调整C.将所有请求优先分配到负载最低的节点，不考虑其他因素D.随机分配请求到各个节点，依靠节点自身处理能力应对负载13、某分布式数据库系统中的数据节点之间通过网络进行通信，网络的稳定性和可靠性会影响系统的性能。以下关于网络故障的应对策略，哪一项是最需要提前规划的？（）A.建立网络备份线路，确保通信的连续性B.优化网络拓扑结构，减少单点故障的影响C.制定网络故障的检测和恢复机制D.以上三个方面都需要提前规划，以提高系统在网络故障情况下的稳定性14、在一个分布式数据库系统中，当进行数据迁移或节点扩展时，需要重新平衡数据的分布。以下哪种数据重分布策略在尽量减少数据移动和对系统性能影响的同时，能够有效地实现数据的均衡分布？（）A.基于哈希的重分布，根据新的哈希函数重新计算数据的存储位置，然后一次性移动数据B.基于范围的重分布，按照新的范围划分重新分配数据，逐步移动数据C.基于副本的重分布，增加或减少副本的数量和位置来实现数据的平衡，无需移动原始数据D.结合以上多种策略，根据数据的特点和系统的负载情况，分阶段进行数据重分布15、某分布式数据库系统用于存储一个在线教育平台的课程资料和学生学习记录。由于课程的更新和学生的学习进度变化频繁，数据的版本管理成为一个重要问题。以下关于数据版本控制的方法，哪一项是最有效的？（）A.为每个数据项维护一个版本号，记录修改的历史B.定期对数据进行快照，保存不同版本的数据C.使用时间戳来标识数据的版本，方便查询和恢复D.以上三种方法结合使用，根据具体的业务需求选择合适的版本控制策略16、假设一个分布式数据库系统需要处理大量并发的事务请求，同时要保证数据的一致性和隔离性。以下哪种并发控制机制能够在高并发场景下提供较好的性能和数据准确性？（）A.两阶段锁协议B.多版本并发控制C.基于时间戳的并发控制D.乐观并发控制17、在一个分布式数据库系统中，为了确保数据的安全性和完整性，以下哪种措施是必不可少的？（）A.访问控制和身份验证B.数据加密和脱敏C.数据备份和恢复D.以上都是18、在一个分布式数据库系统中，为了提高查询效率，采用了索引技术。假设在不同的数据节点上分别建立了本地索引，当执行一个涉及多个数据节点数据的复杂查询时，以下哪种索引使用策略能够在保证查询准确性的同时，最大程度地提高查询性能？（）A.仅依赖本地索引，通过网络传输中间结果进行整合B.尝试构建全局索引，统一管理和使用所有数据节点的索引C.根据查询的具体需求和数据分布情况，灵活选择使用本地索引或构建临时的全局索引D.完全忽略索引，直接扫描数据进行查询，避免索引不一致带来的问题19、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20、对于分布式数据库中的数据分片和复制，以下哪种组合在提高数据可用性和查询性能方面效果最佳？（）A.水平分片结合异步复制B.垂直分片结合同步复制C.混合分片结合无复制D.以上都不是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、分布式数据库中的缓存替换算法影响缓存命中率。以下关于缓存替换算法的描述，不正确的是（）A.LRU算法是常用的替换算法B.缓存替换算法对系统性能影响不大C.不同的算法适用于不同的场景D.可以结合多种算法提高缓存效果23、在一个分布式数据库系统中，数据分布在多个地理位置分散的节点上。现在需要对一个大规模的数据集进行复杂的数据分析操作，例如数据挖掘和机器学习算法的应用。以下关于数据处理和传输的考虑，哪一项是最为关键的？（）A.优化数据在节点之间的传输带宽，减少数据传输时间B.在本地节点进行尽可能多的数据预处理，减少需要传输的数据量C.选择高效的压缩算法对传输的数据进行压缩，提高传输效率D.以上三个方面都同样关键，需要综合考虑和优化24、在一个分布式数据库系统中，为了监控系统的性能和资源使用情况，以下哪种工具或技术是常用的？（）A.性能监控软件B.日志分析C.资源使用统计报表D.以上都是25、某分布式数据库系统用于存储医疗保健机构的患者病历信息，这些信息需要严格的隐私保护和数据安全措施。以下关于数据加密的实施，哪一项是最为关键的？（）A.选择高强度的加密算法B.确保加密密钥的安全生成、存储和管理C.平衡加密对数据查询性能的影响D.以上三个方面都是实施数据加密时的关键因素，需要综合考虑二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在分布式数据库中，如何处理数据的分布式聚合计算的并行化，充分利用计算资源提高计算效率。2、（本题5分）在分布式数据库中，数据一致性是关键问题。请阐述强一致性、弱一致性和最终一致性的概念，以及如何根据业务需求选择合适的一致性级别。3、（本题5分）解释在分布式环境下，如何进行数据库的存储优化和空间管理，分析如何提高存储空间的利用率和降低存储成本。4、（本题5分）解释在分布式数据库中，如何处理数据的分布式存储中的数据恢复点目标（RPO）和恢复时间目标（RTO）的设定，分析如何根据业务需求确定合适的RPO和RTO。三、综合应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某电商平台进行用户画像分析，从分布式数据库中提取相关数据。设计数据清洗和预处理流程，提高画像的准确性。2、（本题5分）某物流企业的数据库中存储了货物的运输信息、仓库库存和客户订单等数据。随着业务的增长，数据量急剧增加，现考虑构建分布式数据库。请分析如何根据业务特点进行数据的划分和分布，以及如何设计查询优化策略，确保高效的数据检索和统计分析。3、（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。4、（本题5分）一家物流企业为优化配送人员调度，对配送任务数据进行优化求解。分析在分布式数据库支持下的优化算法和求解过程。5、（本题5分）某金融机构的业务涵盖银行、证券和保险等多个领域，其数据具有高度的安全性和一致性要求。为了提高数据处理效率和容灾能力，计划将现有数据库改造为分布式数据库。请分析该金融机构的数据特点和业务需求，设计分布式数据库的架构，制定数据备份和恢复策略，以及探讨如何应对可能出现的网络延迟和故障。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细论述分布式数据库系统中的数据备份策略，包括