重慶三峽學(xué)院《分布式數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁重慶三峽學(xué)院

《分布式數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、對于分布式數(shù)據(jù)庫中的索引結(jié)構(gòu)，以下哪種類型的索引在分布式環(huán)境中不太適用？（）A.B樹索引B.哈希索引C.位圖索引D.全局索引2、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的負(fù)載均衡旨在均勻分配系統(tǒng)資源和工作負(fù)載。假設(shè)系統(tǒng)中有多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)處理查詢請求，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載突然增加時(shí)，以下哪種負(fù)載均衡策略能夠最快地將部分請求分配到其他負(fù)載較輕的節(jié)點(diǎn)？（）A.基于隨機(jī)的請求分配策略B.根據(jù)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前負(fù)載比例進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配C.優(yōu)先分配給性能最強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)D.按照請求的類型和數(shù)據(jù)分布，定向分配到特定的節(jié)點(diǎn)3、假設(shè)一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行定期清理和歸檔，以下哪種策略是合理的？（）A.根據(jù)數(shù)據(jù)的創(chuàng)建時(shí)間B.根據(jù)數(shù)據(jù)的訪問頻率C.根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性級別D.以上都可以，綜合考慮4、對于一個(gè)包含多個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)，以下哪種方式能夠最有效地提高數(shù)據(jù)的讀寫性能？（）A.增加節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬B.優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)引擎C.減少數(shù)據(jù)的冗余存儲(chǔ)D.采用分布式緩存技術(shù)5、分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一致性維護(hù)需要考慮網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的情況。以下哪種策略能夠在網(wǎng)絡(luò)分區(qū)時(shí)保證數(shù)據(jù)的可用性？（）A.停止服務(wù)B.犧牲一致性C.犧牲可用性D.以上都不是6、在一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的負(fù)載均衡，需要?jiǎng)討B(tài)地調(diào)整數(shù)據(jù)的分布和任務(wù)的分配。以下關(guān)于負(fù)載均衡策略的選擇，哪一種是最需要考慮系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)的？（）A.基于輪詢的負(fù)載均衡B.基于權(quán)重的負(fù)載均衡C.基于資源使用情況的負(fù)載均衡D.基于隨機(jī)的負(fù)載均衡7、在一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上。假設(shè)存在節(jié)點(diǎn)A、B和C，其中節(jié)點(diǎn)A存儲(chǔ)了部分客戶信息，節(jié)點(diǎn)B存儲(chǔ)了訂單信息，節(jié)點(diǎn)C存儲(chǔ)了產(chǎn)品信息。當(dāng)進(jìn)行一個(gè)涉及客戶、訂單和產(chǎn)品的復(fù)雜查詢時(shí)，需要在多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和協(xié)調(diào)。以下關(guān)于這種情況下數(shù)據(jù)一致性和性能優(yōu)化的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.為了確保數(shù)據(jù)一致性，應(yīng)在每次查詢時(shí)都將所有相關(guān)數(shù)據(jù)從各個(gè)節(jié)點(diǎn)復(fù)制到一個(gè)中央節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，這樣可以避免數(shù)據(jù)不一致的問題，但會(huì)增加數(shù)據(jù)傳輸量和處理時(shí)間B.可以通過在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上預(yù)先計(jì)算和存儲(chǔ)一些常用的關(guān)聯(lián)結(jié)果，以減少查詢時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算量，但這可能需要額外的存儲(chǔ)空間和更新成本C.由于分布式環(huán)境下數(shù)據(jù)一致性難以保證，應(yīng)盡量減少復(fù)雜查詢，而采用簡單的獨(dú)立查詢在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行，然后在應(yīng)用層進(jìn)行結(jié)果的整合D.為了提高性能，應(yīng)忽略數(shù)據(jù)一致性的要求，允許各個(gè)節(jié)點(diǎn)在一定時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)差異，然后定期進(jìn)行數(shù)據(jù)同步和校正8、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的查詢計(jì)劃生成需要考慮數(shù)據(jù)分布和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞纫蛩?。假設(shè)一個(gè)查詢涉及多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并且網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，以下哪種查詢計(jì)劃生成策略能夠更好地適應(yīng)這種情況？（）A.優(yōu)先在數(shù)據(jù)所在的本地節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，減少數(shù)據(jù)傳輸B.將計(jì)算任務(wù)分配到網(wǎng)絡(luò)帶寬較大的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)C.根據(jù)數(shù)據(jù)量和計(jì)算復(fù)雜度，動(dòng)態(tài)選擇數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算的位置D.隨機(jī)選擇數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸9、分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)分布策略會(huì)影響系統(tǒng)的性能和擴(kuò)展性。假設(shè)一個(gè)大型電商數(shù)據(jù)庫，商品評論數(shù)據(jù)量巨大且增長迅速。如果采用哈希分片策略，以下哪種哈希函數(shù)的選擇能夠較好地平衡數(shù)據(jù)分布和查詢效率？（）A.簡單的取模哈希函數(shù)B.基于商品ID的復(fù)雜哈希函數(shù)，考慮多種因素C.隨機(jī)生成的哈希函數(shù)D.固定值的哈希函數(shù)10、假設(shè)一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用于存儲(chǔ)一個(gè)科研機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要長期保存且不可修改。以下關(guān)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問的設(shè)計(jì)，哪一項(xiàng)是最合適的？（）A.采用只讀存儲(chǔ)介質(zhì)，確保數(shù)據(jù)的完整性和不可修改性B.定期對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔和壓縮，減少存儲(chǔ)空間C.建立嚴(yán)格的訪問控制機(jī)制，限制對數(shù)據(jù)的訪問和修改D.以上三個(gè)措施都需要結(jié)合使用，以滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問的要求11、在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的復(fù)制可以提高數(shù)據(jù)的可用性和容錯(cuò)性。假設(shè)一個(gè)分布式醫(yī)療記錄系統(tǒng)，患者的病歷數(shù)據(jù)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行復(fù)制。以下關(guān)于數(shù)據(jù)復(fù)制策略和管理的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.同步復(fù)制能夠保證數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性，但可能導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，尤其是在網(wǎng)絡(luò)延遲較高的情況下B.異步復(fù)制可以提高系統(tǒng)的性能，但可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)短暫不一致的情況C.可以采用主從復(fù)制模式，其中主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的寫入，從節(jié)點(diǎn)用于數(shù)據(jù)的讀取，以減輕主節(jié)點(diǎn)的負(fù)載D.數(shù)據(jù)復(fù)制不需要考慮節(jié)點(diǎn)的故障情況，因?yàn)閺?fù)制機(jī)制本身能夠自動(dòng)處理任何故障12、在分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化是一個(gè)重要的問題。以下關(guān)于數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化的方法中，錯(cuò)誤的是？（）A.數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化可以通過選擇合適的索引、分區(qū)和存儲(chǔ)方式來提高查詢性能B.數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化可以通過將查詢分解成多個(gè)子查詢并在不同節(jié)點(diǎn)上并行執(zhí)行來提高效率C.數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化可以通過使用緩存和預(yù)取技術(shù)來減少數(shù)據(jù)的讀取時(shí)間D.數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化只需要在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)層面進(jìn)行，應(yīng)用程序不需要進(jìn)行查詢優(yōu)化13、對于分布式數(shù)據(jù)庫中的查詢優(yōu)化器，以下哪個(gè)功能對提高查詢性能最為關(guān)鍵？（）A.成本估算B.執(zhí)行計(jì)劃選擇C.索引推薦D.以上都是14、對于分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)分區(qū)，以下哪種分區(qū)方式能夠更好地支持點(diǎn)查詢？（）A.哈希分區(qū)B.列表分區(qū)C.范圍分區(qū)D.隨機(jī)分區(qū)15、在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了提高查詢的并發(fā)性，以下哪種鎖機(jī)制更為靈活？（）A.共享鎖B.排他鎖C.意向鎖D.樂觀鎖二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)描述分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的負(fù)載均衡技術(shù)，包括動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡和靜態(tài)負(fù)載均衡，說明其實(shí)現(xiàn)原理和效果評估。2、（本題5分）請說明在分布式環(huán)境下如何進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的索引優(yōu)化，包括分布式索引的創(chuàng)建、維護(hù)和使用，以及如何避免索引帶來的性能開銷。3、（本題5分）論述分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分區(qū)的副本一致性檢測和修復(fù)策略，分析如何確保副本之間的數(shù)據(jù)一致性。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入探討在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)一致性維護(hù)的分布式協(xié)議，如兩階段提交協(xié)議、三階段提交協(xié)議等，分析其工作原理和存在的問題。2、（本題5分）探討分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的分布式文件系統(tǒng)選擇和優(yōu)化，分析不同分布式文件系統(tǒng)（如HDFS、Ceph等）的特點(diǎn)和適用場景，以及在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的優(yōu)化配置。3、（本題5分）詳細(xì)闡述分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性協(xié)議的改進(jìn)和創(chuàng)新，分析現(xiàn)有協(xié)議的不足，研究新的一致性模型和協(xié)議在提高系統(tǒng)性能和可用性方面的潛力。4、（本題5分）深入探討在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，基于數(shù)據(jù)分布的查詢優(yōu)化器擴(kuò)展，分析如何針對分布式數(shù)據(jù)的特點(diǎn)擴(kuò)展查詢優(yōu)化器的功能，提高查詢優(yōu)化效果。5、（本題5分）詳細(xì)闡述在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，如何處理數(shù)據(jù)的模糊查詢和相似性搜索，分析相關(guān)的算法和技術(shù)，以及在分布式環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化。四、綜合應(yīng)用題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一家物流企業(yè)為優(yōu)化物流網(wǎng)絡(luò)布局，對物流節(jié)點(diǎn)和運(yùn)輸流量數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流分析。說明在分布式數(shù)據(jù)庫中網(wǎng)絡(luò)流模型的建立和求解算法。2、（本題10分）一家大型零售企業(yè)擁有眾多門店和線上銷售渠道，產(chǎn)生了海量的銷售數(shù)據(jù)、庫存數(shù)據(jù)和客戶數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營銷和庫存優(yōu)化，計(jì)劃構(gòu)建分布式數(shù)據(jù)庫。請分析零售企業(yè)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)和業(yè)務(wù)需求，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分片策略、數(shù)據(jù)