武汉软件工程职业学院《分布式计算与云计算》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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、在一个由多个节点组成的分布式数据库系统中，节点之间需要频繁地进行通信以协调事务和数据同步。为了降低通信开销并提高系统效率，以下哪种方法是最为关键的？（）A.压缩通信数据B.减少通信频率C.优化通信协议D.增加节点之间的直接连接2、在一个分布式数据库系统中，数据的加密和解密是保障数据安全的重要手段。以下关于数据加密在分布式环境中的应用，哪一项是需要重点考虑的？（）A.加密算法的选择，确保加密强度和性能的平衡B.密钥的管理和分发，保证密钥的安全性和可用性C.加密对查询性能的影响，尽量减少加密带来的额外开销D.以上都是在分布式数据库系统中应用数据加密时需要重点考虑的问题以下是150个大学计算机分布式数据库系统考试的单选题：3、当分布式数据库中的某个节点负载过高时，以下哪种负载均衡策略能够更快速地将负载分配到其他节点？（）A.基于轮询的策略B.基于权重的策略C.基于性能的策略D.随机策略4、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5、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6、某分布式数据库系统由多个地理上分布的数据中心组成，每个数据中心都有自己的数据库服务器和存储设备。系统采用了数据分片技术，将数据按照某种规则分布到不同的数据中心。现在需要对一个大型数据表进行查询操作，该表的部分数据存储在本地数据中心，部分数据存储在远程数据中心。以下关于数据查询过程中的网络延迟和数据传输量的考虑，哪一个说法是最准确的？（）A.由于网络延迟的存在，应尽量减少从远程数据中心获取数据的次数，即使这意味着在本地数据中心进行更复杂的计算和处理B.为了减少数据传输量，应该只从远程数据中心获取关键的索引信息，然后在本地数据中心根据这些索引进行数据筛选和提取C.网络延迟对于数据查询的影响可以忽略不计，重点应放在优化数据传输量上，即尽可能一次性获取所有需要的数据，而不管其存储位置D.为了平衡网络延迟和数据传输量，应该根据数据的大小和查询的复杂程度动态决定从远程数据中心获取数据的量和频率7、分布式数据库系统中的安全认证和授权机制是保障数据安全的重要手段。假设有一个分布式企业资源规划系统，存储了企业的敏感信息。以下关于安全认证和授权的描述，不正确的是：（）A.身份认证可以通过用户名和密码、数字证书、生物识别等方式实现，确保用户的合法性B.授权机制用于规定用户或角色对数据的访问权限，如读取、写入、删除等C.单点登录技术可以使用户在访问多个系统时只需要进行一次认证，提高了用户体验和安全性D.一旦用户通过了认证和授权，就可以无限制地访问系统中的所有数据，不需要进行任何额外的访问控制8、在一个采用分布式架构的数据库系统中，数据分布在多个节点上。当进行数据迁移或数据重组时，以下哪个因素对于减少系统停机时间和对业务的影响最为关键？（）A.迁移工具的性能B.数据迁移的策略和计划C.节点的硬件配置D.系统的备份频率9、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10、考虑一个分布式数据库系统，其中部分节点的存储容量即将达到上限。为了避免数据丢失和系统性能下降，以下哪种策略是首先应该考虑的？（）A.购买新的存储设备来扩展节点的容量B.将部分数据迁移到其他有足够空间的节点C.删除一些不常用的数据D.对数据进行压缩以节省存储空间11、在一个分布式数据库系统中，随着业务的增长和数据量的增加，系统需要进行扩展。以下哪种扩展方式是比较灵活且易于实现的？（）A.垂直扩展（增加单个节点的资源）B.水平扩展（增加节点数量）C.混合扩展（同时进行垂直和水平扩展）D.以上扩展方式的灵活性取决于具体的系统架构12、某分布式数据库系统中的数据节点分布在不同的地理区域，面临着不同的法律法规和数据隐私要求。以下关于数据管理和合规性的考虑，哪一项是最为重要的？（）A.建立统一的数据管理策略，忽略地区差异B.根据不同地区的要求，定制化数据处理和存储方式C.将数据集中存储在一个符合所有法规的区域D.停止在法规严格的地区提供服务13、分布式数据库系统中的事务管理面临着诸多挑战，例如并发控制和故障恢复。假设一个在线订票系统，多个用户同时尝试预订同一航班的有限座位。为了避免并发冲突导致的数据不一致，应该采用哪种并发控制机制？（）A.乐观并发控制，仅在提交时检查冲突B.悲观并发控制，在操作过程中一直锁定数据C.不进行任何并发控制，依靠后续的数据校验和修复D.随机并发控制，根据一定概率决定是否锁定数据14、在分布式数据库中，处理数据倾斜问题是一个关键。以下关于数据倾斜的解决方法，错误的是（）A.对数据进行重新分区B.增加副本数量C.使用更强大的硬件来处理倾斜节点D.数据倾斜无法解决，只能尽量避免15、分布式数据库系统中的数据分布策略需要综合考虑多种因素。假设一个金融交易数据库需要按照客户账号进行分布，同时要考虑数据的访问频率和数据量。以下哪种分布方式可能会在数据访问效率和存储成本之间取得较好的平衡？（）A.将活跃客户的数据集中存储在一个高性能的站点，非活跃客户的数据分布在其他站点B.按照客户账号的哈希值均匀分布在多个站点上C.根据客户所在地区，将数据分布在相应地区的站点上D.随机将客户数据分布在各个站点上，通过负载均衡来优化访问16、在一个分布式数据库系统中，数据的分布策略对系统的性能和可用性有着重要的影响。假设要存储一个大型的电商网站的用户购物记录，包括用户ID、商品ID、购买时间和购买数量等信息。以下哪种数据分布策略在查询特定用户的购物历史和统计所有商品的销售情况时可能表现最佳？（）A.按照用户ID进行哈希分片，将每个用户的购物记录存储在一个特定的节点上。这样查询特定用户的购物历史时效率高，但统计所有商品的销售情况时需要在多个节点上进行汇总B.按照商品ID进行哈希分片，将每个商品的相关购物记录存储在一个特定的节点上。这样统计所有商品的销售情况时效率高，但查询特定用户的购物历史时需要在多个节点上查找C.采用随机分布的方式，将购物记录随机存储在各个节点上。这种方式简单，但在进行任何查询时都可能需要在多个节点上进行搜索，性能不稳定D.按照购买时间进行范围分片，将不同时间段的购物记录存储在不同的节点上。这样在查询特定时间段内的购物情况时效率高，但对于其他查询可能不太理想17、在一个分布式数据库系统中，数据的安全性是至关重要的。假设部分数据节点位于公共云环境，部分位于企业内部私有网络。以下哪种安全措施对于防止未经授权的数据访问最为关键？（）A.对所有数据进行加密存储和传输，并严格管理加密密钥B.实施基于角色的访问控制，限制用户对数据的操作权限C.定期进行安全审计，检测和防范潜在的安全威胁D.建立数据备份和恢复机制，确保数据在遭受攻击时能够快速恢复18、在分布式数据库系统中，以下哪种数据存储结构更适合存储图形数据？（）A.关系型数据库B.键值存储C.文档数据库D.图形数据库19、在分布式数据库系统中，数据分布在多个节点上。以下关于数据分布策略的描述，哪一项能更好地实现数据的本地化访问和提高查询效率？（）A.哈希分布B.随机分布C.顺序分布D.以上效果相同20、在分布式数据库的设计中，数据分片是一项重要的技术。假设有一个大型的客户关系管理系统，客户数据按照地域进行分片。如果公司业务扩展到新的地区，需要增加新的数据分片，以下哪种方式对系统的影响最小？（）A.直接在现有架构中添加新的分片，然后逐步迁移数据B.重新设计整个数据分片架构，一次性完成数据迁移C.暂停系统服务，完成新分片的添加和数据迁移后再恢复服务D.放弃原有的分片方式，采用全新的分片策略二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（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。2、（本题5分）阐述分布式数据库系统中的数据模型设计原则，考虑分布式特性对数据模型的影响，举例说明不同设计的优劣。3、（本题5分）详细说明分布式数据库中的分布式事务的事务链处理策略，分析如何有效地管理和优化事务链。4、（本题5分）请解释分布式数据库中的数据分片与分布式事务的关系，说明在数据分片环境下如何保证分布式事务的正确性和性能。5、（本题5分）分布式数据库中的数据缓存策略对于提高性能至关重要。请论述数据缓存的更新机制、淘汰策略和在不同节点间的一致性维护。三、综合应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某物流企业的分布式数据库需要支持绿色物流的数据分析和决策支持。请设计数据采集和分析方案，以及决策支持模型，推动物流企业的绿色发展，降低环境影响。2、（本题5分）一家电商平台为降低运营成本，对商品销售数据进行成本分析。设计基于分布式数据库的成本分析模型和数据获取方式。3、（本题5分）某金融科技公司的业务量快速增长，优化分布式数据库的存储引擎，提高数据写入和读取的性能，同时减少存储空间的占用。4、（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。5、（本题5分）某电商平台用户行为数据发生变化，需要重新评估分布式数据库的数据分片策略，以提高查询性能和数据分布的合理性。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事务处理需要适应混合负载的场景。请综