浙江科技学院《分布式计算框架Spak》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页浙江科技学院《分布式计算框架Spak》

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、在分布式数据库的存储管理中，以下哪种存储引擎更适合处理频繁更新的数据？（）A.关系型存储引擎B.文档型存储引擎C.键值存储引擎D.列式存储引擎2、在一个跨区域的分布式数据库系统中，各个区域的数据中心之间存在着显著的网络延迟和带宽限制。为了优化系统性能，特别是对于频繁的读写操作，以下哪种技术或策略最为有效？（）A.增加数据在本地的副本数量，减少跨区域的数据访问B.提升网络带宽，以应对数据传输的需求C.重新设计数据模型，减少数据的关联和复杂性D.集中数据存储，将大部分数据存储在一个核心数据中心3、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4、在分布式数据库系统中，以下关于数据一致性协议的说法，哪一项是错误的？（）A.Paxos协议常用于保证数据的强一致性B.Raft协议比Paxos协议更复杂，性能更高C.一致性协议的选择取决于系统的需求和特点D.一致性协议可以确保在分布式环境下数据的一致性5、在分布式数据库系统中，事务的原子性和持久性需要得到保障。考虑一个在线支付系统的分布式数据库，当用户进行一笔支付操作时，如果在数据写入过程中部分节点出现故障，以下哪种方法能够确保事务的原子性和持久性？（）A.采用日志记录事务操作，故障恢复时根据日志重新执行B.放弃当前事务，通知用户重新进行支付C.只在故障节点恢复后处理该事务，其他节点忽略D.回滚整个支付系统的所有事务，重新开始6、分布式数据库系统中的查询优化是一个复杂的过程。假设一个分布式电商库存管理系统，需要查询某个商品在各个仓库的库存数量。以下关于查询优化的描述，不正确的是：（）A.查询优化器需要考虑数据的分布情况，尽量将查询操作路由到存储相关数据的节点上，减少数据的传输量B.可以使用索引来加速查询，但在分布式环境中，创建和维护索引的成本较高，需要谨慎权衡C.对于复杂的查询，可以将其分解为多个子查询，在不同的节点上并行执行，然后汇总结果D.查询优化只需要考虑如何减少查询的响应时间，不需要考虑系统的资源消耗，因为资源通常是充足的7、假设一个分布式数据库系统用于管理一个城市的交通监控数据，包括车辆位置、速度等信息。由于数据量巨大且实时性要求高，以下关于数据存储和查询的设计，哪一项是最需要关注的？（）A.选择高效的存储引擎，支持快速的数据写入和查询B.建立合适的索引结构，提高查询的效率C.采用流处理技术，实时分析和处理数据D.以上三个方面都需要重点关注，根据实际需求进行综合优化8、在一个大规模的分布式数据库系统中，数据分布在多个地理位置分散的数据中心。若要实现高效的跨中心数据查询和数据一致性维护，以下哪种策略通常被认为是关键因素？（）A.采用强大的中央控制节点来协调数据操作B.优化数据在各中心的分布规则以减少跨中心的数据传输C.为每个数据中心配备高性能的服务器以提升本地处理能力D.减少数据中心的数量以降低系统复杂性9、在一个分布式数据库系统中，为了提高系统的容错能力，通常会采用副本技术。假设某个数据项有三个副本分别存储在不同的节点上，如果其中一个副本所在的节点发生故障，系统会如何处理以保证数据的可用性？（）A.立即从其他正常节点复制一个新的副本B.等待故障节点恢复，然后同步数据C.使用其他两个副本提供服务，并在后台修复故障副本D.暂停对该数据项的访问，直到故障副本修复10、对于分布式数据库中的分布式事务，以下哪种故障恢复机制能够保证事务的原子性和持久性？（）A.基于日志的恢复B.基于检查点的恢复C.基于备份的恢复D.以上都不是11、某分布式数据库系统中的一个节点出现了性能瓶颈，导致处理请求的响应时间明显增加。为了解决这个问题，以下哪种方法最为直接有效？（）A.升级该节点的硬件配置B.优化该节点上的数据存储结构C.将部分数据迁移到其他节点D.增加该节点的副本数量12、分布式数据库中的数据一致性维护需要在性能和一致性之间进行权衡。以下哪种情况更适合采用较弱的一致性级别？（）A.实时游戏系统B.在线支付系统C.库存管理系统D.日志分析系统13、在一个分布式数据库系统中，数据的分布和复制策略需要根据业务需求进行调整。假设系统用于存储一个社交媒体平台的用户动态和评论数据，以下哪种策略可能最适合提高数据的访问性能和可用性？（）A.按照用户ID进行数据分片，并在多个节点上复制热门用户的数据B.按照时间顺序对数据进行分片，并在相邻的节点上进行数据复制C.随机分布数据，并在每个节点上保留完整的数据副本D.根据数据的类型（动态或评论）进行分片，在特定的节点上进行复制14、分布式数据库系统中的索引结构对于提高查询性能起着关键作用。假设一个分布式物流数据库，存储了大量的货物运输信息。以下关于分布式索引的描述，不正确的是：（）A.分布式索引可以在本地节点和全局层面分别构建，本地索引用于加速本地节点的查询，全局索引用于跨节点查询B.构建分布式索引需要考虑数据的分布特点和查询模式，以确保索引的有效性和高效性C.分布式索引的维护成本较高，特别是在数据频繁更新时，需要及时更新索引以保证查询的准确性D.由于分布式系统的复杂性，不建议使用任何索引结构，直接进行全表扫描反而能提高查询性能15、某分布式数据库系统中的一个节点发生了硬件故障，导致该节点上的数据暂时不可用。为了尽快恢复服务，以下哪种方法是首先应该采取的？（）A.启动备用节点B.修复故障节点C.从其他节点恢复数据D.评估故障影响并制定恢复计划16、分布式数据库中的数据分布算法对系统性能有重要影响。以下关于一致性哈希算法的描述，不准确的是（）A.能较好地应对节点的动态加入和退出B.保证数据均匀分布C.实现简单，性能高效D.不需要重新分布所有数据17、分布式数据库系统中的查询优化器需要考虑分布式环境的特点。假设一个查询需要关联多个分布在不同站点的数据表，以下哪种优化器策略能够有效地减少网络开销？（）A.尽量减少数据在站点之间的传输量B.优先选择在数据量最大的站点进行计算C.随机选择一个站点作为计算的主站点D.将查询分解为多个独立的子查询，分别在不同站点执行18、分布式数据库系统中的查询分解和并行执行是提高查询效率的重要手段。假设一个分布式物流跟踪系统，需要查询多个包裹在不同运输阶段的信息。以下关于查询分解和并行执行的描述，哪一项是不准确的？（）A.可以将复杂的查询分解为多个子查询，在不同的节点上并行执行B.并行执行子查询时需要考虑数据的依赖关系和结果的合并方式C.查询分解和并行执行可以大大提高查询的响应速度，但会增加系统的复杂性D.所有的查询都适合进行分解和并行执行，不需要考虑查询的特点和数据的分布情况19、在分布式数据库中，以下关于数据一致性和性能的关系，哪一项是正确的？（）A.追求强一致性必然导致性能下降B.为了提高性能可以牺牲数据一致性C.可以通过优化技术同时实现强一致性和高性能D.数据一致性和性能没有直接关系20、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21、分布式数据库中的事务管理面临诸多挑战。以下关于分布式事务的描述，哪一项是错误的？（）A.分布式事务需要协调多个节点的操作B.两阶段提交协议可以保证分布式事务的原子性C.分布式事务的性能通常优于集中式事务D.分布式事务可能会因为网络延迟导致失败22、当设计分布式数据库的索引结构时，以下哪个因素对于索引的性能影响最大？（）A.索引的类型B.索引的字段选择C.数据的分布情况D.数据库的负载模式23、对于分布式数据库中的数据分片，以下哪种分片方式能够更好地支持分布式事务？（）A.水平分片B.垂直分片C.混合分片D.以上都不是24、分布式数据库中的数据分片需要考虑数据的特征和查询模式。假设一个分布式电商商品数据库，商品信息按照商品属性进行分片。如果经常需要进行跨分片的关联查询，以下哪种分片方式可能需要重新调整？（）A.基于商品类别分片B.基于商品价格分片C.基于商品销量分片D.基于商品品牌分片25、当分布式数据库中的数据量不断增长时，以下哪种扩展方式对系统的影响最小？（）A.垂直扩展B.水平扩展C.混合扩展D.不扩展二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在分布式系统中，如何进行数据库的索引碎片整理和优化，提升索引的查询效率。2、（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加密的密钥管理，分析如何保障密钥的安全性和可用性。3、（本题5分）请详细阐述分布式数据库系统中数据分片的概念、类型（水平分片、垂直分片、混合分片）以及每种分片方式的特点和适用场景。4、（本题5分）详细描述分布式数据库中的数据压缩的在线和离线实现方式，分析其对系统性能的影响和适用场景。三、综合应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一家大型超市集团需要建立分布式数据库来管理各地门店的商品销售、库存和顾客信息。分析如何实现数据的集中管理和分散访问，以及如何进行数据挖掘以优化营销策略。2、（本题5分）一家在线旅游平台遭受网络攻击，导致分布式数据库部分数据丢失。制定数据恢复方案，同时加强数据库的安全防护措施。3、（本题5分）一家大型零售企业拥有众多门店和线上销售渠道，产生了海量的销售数据、库存数据和客户数据。为了实现精准营销和库存优化，计划构建分布式数据库。请分析零售企业的数据特点和业务需求，设计数据分片策略、数据挖掘和分析的流程、客户画像的构建方法，以及如何利用分布式缓存提高数据访问速度。4、（本题5分）一个大型游戏公司的游戏服务器分布在全球各地，玩家数据需要在各个服务器之间进行同步。设计分布式数据库方案，解决数据同步延迟和冲突问题，同时优化玩家数据的查询和存储性能。5、（本题5分）一个在线旅游预订平台需要处理大量的酒店、航班和旅游景点数据，采用分布式数据库架构。设计数据库的存储和查询方案，解决跨区域数据访问的延迟问题，同时提供可靠的客户服务支持。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）探讨分布式数据库系统中的数据缓存一致性协议的设计和实现，分析在