陕西学前师范学院《非关系型数据库应用》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《非关系型数据库应用》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15个小题，每小题2分，共30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，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2、在分布式数据库系统中，数据一致性的维护需要借助一些协议和机制。假设有一个分布式供应链管理系统，多个节点同时更新货物的库存信息。以下关于数据一致性维护的说法，不正确的是：（）A.两阶段提交协议通过协调各个节点的操作，确保事务要么全部成功提交，要么全部回滚，从而保证数据的一致性B.三阶段提交协议在两阶段提交的基础上进行了改进，进一步提高了事务提交的成功率和系统的可用性C.Paxos协议是一种用于保证分布式系统一致性的算法，通过多数派的投票机制来达成共识D.数据一致性的维护完全依赖于分布式数据库系统自身的机制，应用程序不需要进行任何额外的处理3、在设计分布式数据库的查询处理算法时，需要考虑数据分布和网络开销。假设有一个分布式医疗影像数据库，存储着大量的患者影像数据。当用户发起一个查询请求时，如果涉及多个分片的数据，以下哪种查询处理方式能够最小化网络传输的数据量？（）A.将查询分发到各个分片，然后在本地进行处理，只返回最终结果B.在中心节点进行全局查询规划，将计算任务下推到分片节点，汇总结果C.先从一个分片获取部分数据，根据需要再从其他分片获取D.随机选择一个分片进行查询，若未获取到完整结果，再查询其他分片4、假设一个分布式数据库系统用于存储金融交易数据，要求数据具有极高的准确性和一致性。在进行数据更新操作时，以下哪种方式可以最大程度地保证数据的完整性？（）A.采用同步更新机制，确保所有相关节点的数据同时更新成功B.先在部分节点更新数据，然后逐步同步到其他节点C.使用异步更新，但增加数据验证和纠错机制D.定期进行全量数据的核对和修复5、在分布式数据库中，数据集成是一个重要的问题。以下关于分布式数据库数据集成的描述中，错误的是？（）A.数据集成是指将多个数据源中的数据整合到一个分布式数据库中，以实现数据的共享和分析B.数据集成需要解决数据的格式转换、数据清洗、数据一致性等问题，以确保数据的质量C.数据集成可以使用ETL（Extract,Transform,Load）工具来实现，也可以通过编程方式进行D.数据集成只需要在数据仓库建设时进行一次，以后不需要再进行数据集成6、对于一个需要支持复杂数据分析和实时查询的分布式数据库系统，以下哪种存储引擎和数据结构的组合能够提供最优的性能？（）A.关系型数据库存储引擎搭配索引表B.列式存储引擎搭配数据仓库C.NoSQL存储引擎搭配文档数据库D.内存数据库搭配哈希表7、在一个分布式数据库系统中，随着业务的增长，数据量不断增加。为了应对这种情况，以下哪种扩展方式是比较灵活和可扩展的？（）A.垂直扩展（升级硬件）B.水平扩展（增加节点）C.优化数据库的架构D.以上都是8、在一个分布式数据库系统中，数据迁移是常见的操作。假设需要将大量数据从一个站点迁移到另一个站点，以下哪种方式可以最大程度地减少迁移过程对系统正常运行的影响？（）A.在业务低峰期进行迁移，逐步迁移数据B.先停止系统服务，完成迁移后再重新启动C.同时进行数据迁移和正常的业务处理，通过资源分配来平衡D.将数据压缩后一次性迁移9、在一个分布式数据库系统中，数据的分片和复制策略需要根据业务需求和数据特点进行选择。假设存在一个在线教育平台，有大量的课程视频数据和学生的学习记录。以下哪种策略可能最适合处理这种数据？（）A.将课程视频数据按照视频的类型（如语言学习、编程课程等）进行分片存储，并在多个节点上进行复制以提高可用性B.将学生的学习记录按照学生的学号进行分片存储，并在每个分片上保留多个副本以保证数据的可靠性C.对于课程视频数据，采用随机分片的方式存储，并在少数几个节点上进行复制；对于学习记录，按照时间范围进行分片存储，不进行复制D.将课程视频数据和学生的学习记录混合存储在多个节点上，根据数据的访问频率进行动态分片和复制10、在一个分布式数据库系统中，为了提高查询性能，采用了数据缓存机制。假设在节点A上缓存了一部分经常被访问的数据，当这部分数据在其他节点被更新时，以下关于缓存更新策略的描述，哪一项是最有效的？（）A.立即将更新同步到节点A的缓存，确保缓存中的数据始终是最新的，但这可能会导致频繁的缓存更新操作，影响性能B.定期检查其他节点的数据更新情况，并更新节点A的缓存，这种方式可以减少实时更新的开销，但可能会导致缓存数据的短暂过时C.当节点A再次访问缓存中的数据时，检查数据是否过时，如果过时则从其他节点获取最新数据并更新缓存，这种方式可以减少不必要的更新，但可能会增加访问时的延迟D.完全依赖应用程序来处理缓存的更新，数据库系统不主动进行缓存更新操作，这种方式将更新的责任交给了应用程序，但可能会导致更新的不一致性11、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.哈希索引C.全文索引D.根据数据特点和查询需求选择合适的索引12、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13、在一个分布式数据库系统中，为了保证数据的一致性和可用性，通常会采用某种一致性协议。假设采用了Paxos协议，当多个节点同时提出修改某个数据的请求时，Paxos协议是如何确保只有一个请求被成功执行的？（）A.通过选举一个领导者节点来决定执行哪个请求B.根据请求到达的先后顺序进行处理C.随机选择一个请求进行处理D.通过投票机制，获得多数节点支持的请求被执行14、在一个分布式数据库系统中，为了保证数据的一致性，采用了两阶段提交协议。然而，在某些情况下，可能会出现部分节点响应超时的情况。以下关于这种情况的处理，哪一种是最合适的？（）A.直接判定事务失败，进行回滚操作B.等待超时节点恢复，根据其结果决定提交或回滚C.忽略超时节点，根据其他正常节点的结果进行提交D.重新发起一次新的两阶段提交过程15、在分布式数据库系统中，节点之间的通信是不可避免的。假设一个分布式科研数据管理系统，节点之间需要频繁交换数据和协调操作。以下关于节点通信的描述，不正确的是：（）A.节点之间的通信可以通过消息传递、远程过程调用等方式实现，不同的方式具有不同的性能和适用场景B.为了提高通信效率，可以对传输的数据进行压缩和序列化，减少数据量和传输时间C.通信延迟和带宽限制是影响节点通信性能的重要因素，需要在系统设计和优化中加以考虑D.节点通信是完全可靠的，不会出现消息丢失或错误的情况，因此不需要进行任何错误处理和重传机制二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在分布式数据库中，如何处理数据的版本控制和多版本并发控制？请说明其概念、实现方法和在并发操作中的作用。2、（本题5分）阐述分布式数据库系统中的数据一致性检查和修复机制，解释如何确保数据的完整性和准确性。3、（本题5分）在分布式数据库中，如何处理数据的分布式更新操作的并发控制和冲突解决，保证更新的正确性和高效性。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述分布式数据库系统中的数据分布自适应调整技术，研究如何根据系统负载、数据访问模式的变化动态调整数据的分布，分析调整过程中的数据迁移和一致性保证。2、（本题5分）详细探讨分布式数据库系统中的数据一致性监控和告警机制，分析如何及时发现数据一致性异常，并向管理员发送告警通知。3、（本题5分）论述在分布式数据库系统中，数据脱敏技术的应用和实现，分析如何在保护敏感数据的同时不影响数据的可用性和业务逻辑。4、（本题5分）分布式数据库系统中的智能优化技术，如基于机器学习的查询优化、自动分片调整等，正在逐渐受到关注。请详细论述这些智能优化技术的原理和方法，分析机器学习算法在分布式数据库优化中的应用，研究如何利用数据挖掘和深度学习技术提高系统的自适应性和性能，同时探讨智能优化技术可能带来的风险和挑战。5、（本题5分）分布式数据库系统中的数据一致性检测和修复是保证数据质量的重要手段。论述数据一致性检测的方法和工具，如数据校验和、一致性检查脚本等，分析如何发现和修复数据不一致的问题，并探讨如何建立定期的数据一致性检测机制。四、综合应用题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家电商平台为优化商品分类，对商品属性和用户购买数据进行聚类分析。设计基于分布式数据库的聚类算法选择和数据预处理流程。2、（本题10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