中国传媒大学《分布式数据原理与应用》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《分布式数据原理与应用》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、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、在一个分布式数据库环境中，数据的一致性级别选择会影响系统的性能和用户体验。假设一个在线投票系统，用户可以实时查看投票结果。对于投票数据的一致性要求，以下哪种选择最为合适？（）A.强一致性，确保每个用户看到的结果完全一致B.最终一致性，允许在一定时间内结果存在差异C.弱一致性，用户看到的结果可能不准确，但最终会趋于一致D.自定义一致性，根据不同的投票阶段调整一致性级别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、在一个分布式数据库系统中，数据的加密和解密操作会对系统性能产生一定影响。假设需要对敏感数据进行加密存储，以下哪种加密方式在保证安全性的同时对查询性能的影响较小？（）A.对称加密B.非对称加密C.哈希加密D.混合加密（对称加密和非对称加密结合）4、在分布式数据库系统中，数据的分区是一种常见的优化策略。假设一个分布式社交网络数据库，按照用户的活跃度进行分区。当需要查询某个活跃度范围内的用户信息时，以下哪种分区方式能够提高查询效率？（）A.水平分区B.垂直分区C.混合分区D.不分区，通过索引优化查询5、当分布式数据库系统需要与外部系统进行数据集成时，以下哪种接口方式更为常见？（）A.API调用B.文件交换C.数据库链接D.消息队列6、在一个分布式数据库系统中，为了提高系统的可扩展性，采用了水平扩展的方式增加存储和处理能力。假设系统需要新增一批服务器，以下哪个方面需要重点考虑以确保系统的性能和一致性不受影响？（）A.数据的重新分布和负载均衡B.新服务器的硬件配置和性能优化C.软件版本的兼容性和升级D.以上方面都需要重点考虑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、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9、分布式数据库系统中的数据一致性维护需要在不同的一致性级别之间进行权衡。假设一个分布式在线游戏排行榜系统，玩家的得分需要实时更新。对于排行榜数据的一致性要求，以下哪种一致性级别可能是最合适的？（）A.强一致性，确保排行榜实时准确B.最终一致性，允许排行榜在一定时间内更新延迟C.因果一致性，保证相关得分更新的顺序正确D.读己之所写一致性，玩家看到自己得分更新立即生效10、某公司的分布式数据库系统用于处理大量的交易数据，这些数据分布在多个数据节点上。由于业务的增长，需要对数据库系统进行扩展。以下关于分布式数据库系统扩展方式的描述，哪一项是最合理的？（）A.垂直扩展，即通过增加单个节点的硬件资源（如内存、CPU等）来提高系统性能，但这种方式可能会受到硬件上限的限制，而且成本较高B.水平扩展，通过添加更多的数据节点来分担负载，但需要解决数据分布、一致性和查询路由等问题，扩展的成本相对较低C.采用混合扩展方式，先进行垂直扩展，当达到硬件上限后再进行水平扩展，这样可以充分利用现有资源，但系统架构会变得更加复杂D.不进行扩展，而是对现有系统进行优化，例如优化数据库结构、查询语句和索引等，以满足业务增长的需求11、在一个由多个数据中心组成的分布式数据库系统中，为了保障数据的安全性和隐私性，以下哪种措施是至关重要的？（）A.实施严格的访问控制策略B.对数据进行加密存储和传输C.定期进行安全漏洞扫描和修复D.以上所有措施12、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13、分布式数据库系统中的节点之间需要进行通信来协调工作。考虑一个分布式金融数据库，节点之间频繁交换大量的交易数据。为了提高通信效率，减少网络开销，以下哪种技术可能是最有效的？（）A.压缩数据传输，减少数据包的大小B.增加网络带宽，提升数据传输速度C.减少节点之间的通信频率，降低数据交换量D.使用广播方式发送数据，确保所有节点都能收到14、对于分布式数据库中的数据分区，以下哪种分区方式能够更好地支持点查询？（）A.哈希分区B.列表分区C.范围分区D.随机分区15、在一个分布式数据库系统中，数据分布在多个节点上。假设存在节点A、B和C，其中节点A存储了部分客户信息，节点B存储了订单信息，节点C存储了产品信息。当进行一个涉及客户、订单和产品的复杂查询时，需要在多个节点之间进行数据传输和协调。以下关于这种情况下数据一致性和性能优化的描述，哪一项是正确的？（）A.为了确保数据一致性，应在每次查询时都将所有相关数据从各个节点复制到一个中央节点进行处理，这样可以避免数据不一致的问题，但会增加数据传输量和处理时间B.可以通过在各个节点上预先计算和存储一些常用的关联结果，以减少查询时的数据传输和计算量，但这可能需要额外的存储空间和更新成本C.由于分布式环境下数据一致性难以保证，应尽量减少复杂查询，而采用简单的独立查询在各个节点上进行，然后在应用层进行结果的整合D.为了提高性能，应忽略数据一致性的要求，允许各个节点在一定时间内的数据差异，然后定期进行数据同步和校正16、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结构化数据，以下哪种存储格式在查询复杂关系和聚合操作时可能具有更好的性能？（）A.列式存储B.行式存储C.文档型存储D.键值对存储17、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18、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19、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20、分布式数据库中的数据压缩可以节省存储空间和网络带宽。假设一个分布式图像存储数据库，存储着大量的高分辨率图像。以下哪种图像压缩算法可能最适合在这种场景下使用？（）A.JPEG压缩算法B.ZIP压缩算法C.RAR压缩算法D.无损压缩算法二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在分布式数据库中，如何处理数据的分布式关联查询优化，利用连接算法和数据分布特点提高查询性能。2、（本题5分）详细描述分布式数据库中的缓存管理策略，包括缓存一致性的维护和缓存替换算法，分析其对系统性能的影响。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）论述分布式数据库系统中的数据分区的容量规划和资源预留策略，分析如何合理规划分区的容量和资源。5、（本题5分）阐述分布式数据库系统中的数据一致性的一致性冲突解决策略，分析如何处理在分布式环境下出现的一致性冲突。三、综合应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一家电商平台为预测销售趋势，对历史销售数据进行多项式拟合分析。设计基于分布式数据库的多项式拟合算法和数据存储方式。2、（本题5分）某金融科技公司开发新的风险评估模型，需要从分布式数据库中获取和处理大量数据。优化数据提取和处理流程，提高模型的训练效率。3、（本题5分）某在线旅游平台需要整合机票、酒店、景点等多个供应商的数据，为用户提供一站式的旅游服务。由于数据来源多样，格式不一，现有的数据库系统难以有效处理。请设计一个分布式数据库架构，包括数据的整合和转换方法、供应商数据的同步机制、用户个性化推荐模型的实现，以及如何处理数据的异构性和复杂性。4、（本题5分）某社交网络平台拥有海量的用户数据，包括用户的个人资料、好友关系、发布的动态等。为了提高数据访问性能和可扩展性，计划采用分布式数据库。请设计数据的存储方案，考虑如何优化数据的分区、索引和缓存策略，以满足高并发访问的需求。5、（本题5分）某社交网络平台推出新的功能，需要对用户关系和互动数据进行更深入的分析和挖掘。现有的分布式数据库架构需要优化以满足新的业务需求。请分析新功能的数据特点和处理要求，提出数据库架构的改进方案，包括数据分片的调整、索引的优化、查询计划的改进，以及如何评估改进后的系统性能。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细阐述在分布式数据库系统中，如何处理