忻州师范学院《分布式计算框架Spak》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页忻州师范学院

《分布式计算框架Spak》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15个小题，每小题1分，共15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、分布式数据库系统中的事务管理面临着诸多挑战。假设一个事务需要同时更新位于不同站点上的数据，以下哪种情况可能会导致事务执行失败或出现不一致的结果？（）A.其中一个站点在事务执行过程中发生短暂的网络中断B.不同站点的数据库管理系统版本不一致C.事务中的操作违反了某些站点的数据完整性约束D.以上情况都可能导致事务执行失败或出现不一致的结果2、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3、分布式数据库系统中的数据迁移可能会导致性能下降。假设一个分布式电商评论数据库，由于业务调整需要将部分数据从一个数据中心迁移到另一个数据中心。为了减少迁移对在线业务的影响，以下哪种迁移方式较为合适？（）A.在业务低峰期进行批量迁移B.实时迁移，逐步完成数据迁移C.暂停业务，一次性完成数据迁移D.随机选择部分数据进行迁移，逐步完成4、在一个分布式数据库系统中，如果需要实现数据的分布式查询优化，以下哪个方面不是重点考虑的因素？（）A.数据库的品牌和版本B.网络带宽和延迟C.数据的分布模式D.节点的计算能力5、在分布式数据库系统中，进行数据迁移时，以下哪个问题需要特别关注？（）A.迁移过程中的数据丢失B.迁移完成后旧数据的保留C.迁移对系统性能的短暂提升D.迁移的操作复杂度6、分布式数据库系统中的数据存储格式对于查询性能和存储空间利用有着重要影响。假设需要存储大量的半结构化数据，以下哪种存储格式在处理复杂查询和数据聚合时可能具有更好的性能？（）A.列式存储格式B.行式存储格式C.文档型存储格式D.图存储格式7、在一个分布式数据库系统中，事务管理面临着诸多挑战，如并发控制、故障恢复和分布式事务的协调等。假设存在一个涉及多个节点的分布式事务，其中部分节点已经完成了事务的部分操作，而另一些节点由于网络延迟还未完成。以下关于事务处理的描述，哪一项是正确的？（）A.等待所有节点都完成事务操作后再进行提交或回滚，以确保事务的原子性和一致性，但可能会导致长时间的阻塞B.先提交已经完成操作的节点，然后在后续处理中解决未完成节点的问题，这种方式可以提高系统的并发度，但可能会破坏事务的原子性C.采用两阶段提交协议，先进行预提交，在确保所有节点都准备好后再进行正式提交，这样可以保证事务的一致性，但会增加事务的执行时间D.放弃这个分布式事务，回滚已经完成的部分操作，然后重新发起一个新的事务，这种方式简单直接，但会浪费已经完成的部分工作8、在一个大型企业的分布式数据库系统中，数据分布在多个不同地理位置的数据中心。其中，销售数据存储在东部数据中心，客户信息存于西部数据中心，库存数据位于南部数据中心。现要查询特定客户在某段时间内的购买详情及对应的库存变化情况。考虑到网络延迟和数据同步问题，以下哪种数据获取方式最可能导致效率低下和数据不一致？（）A.同时从三个数据中心获取数据，在本地进行整合和关联分析B.先从东部获取销售数据，再根据关联关系依次从西部和南部获取其他数据C.在一个中央控制节点集中处理所有数据请求，统一从各数据中心获取数据D.利用分布式事务，确保数据在获取过程中的一致性和完整性9、在分布式数据库中，数据查询是一个常见的操作。以下关于数据查询的方法中，错误的是？（）A.数据查询可以使用SQL语言或特定的分布式查询语言，根据数据的分布情况和查询需求进行选择B.数据查询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.数据查询可以采用缓存和预取技术，减少数据的读取时间D.数据查询只需要考虑查询性能，不需要考虑数据的一致性和完整性10、在分布式数据库的架构设计中，需要考虑系统的扩展性和容错性。假设有一个分布式在线教育平台的数据库，随着用户数量的不断增加，需要能够方便地添加新的节点来扩展系统。以下哪种架构设计能够较好地满足这一需求？（）A.主从架构，主节点负责全局控制B.对等架构，所有节点功能相同C.层次架构，按照业务逻辑分层D.星型架构，中心节点协调工作11、分布式数据库系统中的资源竞争和死锁问题需要妥善处理。假设一个分布式订单处理系统，多个事务同时对订单数据进行操作。以下关于资源竞争和死锁处理的描述，哪一项是错误的？（）A.可以通过资源预分配的方式来避免资源竞争和死锁的发生B.死锁检测和解除机制可以及时发现并解决死锁问题C.资源竞争和死锁只会在并发事务较多的情况下出现，系统负载较低时不会发生D.合理的事务调度算法可以减少资源竞争和死锁的概率12、某分布式数据库系统用于存储电商平台的用户行为数据，包括浏览记录、购买记录等。为了提高查询性能，采用了索引机制。然而，由于数据的分布式存储和频繁更新，索引的维护成为一个挑战。以下关于索引维护的策略，哪一种是最合理的？（）A.定期重建整个索引，以确保索引的准确性B.实时更新索引，保证每次数据更新时索引也立即更新C.采用延迟更新策略，在一定时间间隔内批量更新索引D.根据数据的访问频率和更新频率，动态调整索引的更新策略13、对于需要跨多个分布式数据库节点进行复杂分析的任务，以下哪种工具或技术最有可能被使用？（）A.数据仓库B.数据挖掘C.分布式计算框架D.以上都不是14、分布式数据库中的复制协议有多种。以下关于主从复制协议的描述，不正确的是（）A.从节点可以分担主节点的读负载B.主节点故障可能导致数据不一致C.主从复制协议易于实现D.不适合写入频繁的场景15、对于分布式数据库中的数据复制，以下哪种情况可能导致数据不一致性？（）A.网络延迟导致部分节点的数据更新延迟B.所有节点同时进行数据更新操作C.数据复制只在主节点进行，从节点不参与D.数据复制采用完全同步的方式，不存在不一致的问题二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）分布式数据库中的数据加密技术需要在保证安全性的同时不影响性能。请论述如何选择合适的数据加密算法和加密方式，以及如何优化加密操作。2、（本题5分）论述分布式数据库系统中的容错机制，包括故障检测、恢复策略以及数据备份和恢复技术，举例说明在实际系统中的应用。3、（本题5分）详细说明分布式数据库中的分布式锁的分布式协调机制，分析如何实现分布式环境下的锁协调。4、（本题5分）解释在分布式数据库中，如何处理跨节点的数据关联和聚合操作，分析其复杂性和优化方法。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分布式数据库系统中的查询计划生成和执行是影响查询性能的关键环节。论述查询计划的生成过程，包括语法分析、语义分析、优化策略等，分析在分布式环境下如何根据数据分布和系统资源进行查询计划的优化，并探讨如何提高查询计划的执行效率。2、（本题5分）随着物联网技术的发展，物联网中的分布式数据库应用越来越广泛。论述物联网环境下分布式数据库系统的特点和需求，如海量设备接入、实时数据处理等，分析如何构建适应物联网应用的分布式数据库系统。3、（本题5分）论述分布式数据库系统中的数据加密与解密的性能优化，分析加密算法的选择、密钥管理和加密操作的并行化，以及对系统整体性能的影响和优化方法。4、（本题5分）详细探讨分布式数据库系统中的数据仓库构建和数据分析支持，包括ETL过程、OLAP操作和数据挖掘算法的应用，分析如何实现高效的数据分析。5、（本题5分）在分布式数据库系统中，数据的分布和副本管理需要考虑到数据的访问热度和负载均衡。请详细论述如何根据数据的访问模式动态调整数据分布和副本数量，分析如何实现高效的负载均衡策略，提高系统的整体性能。四、综合应用题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一家电商平台为优化库存管理，对商品库存数据进行预测分析。探讨基于分布式数据库的预测模型和数据更新机制。2、（本题10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。3、（本题10分）一个在线医疗平台需要存储患者的病历数据、诊断图像和治疗记录等，同时要满