湖南邮电职业技术学院《分布式存储和并行计算》2023-2024学年第二学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页湖南邮电职业技术学院《分布式存储和并行计算》

2023-2024学年第二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、考虑一个分布式数据库用于医疗系统，存储了患者的病历和诊断信息。以下哪种方式最能保证患者数据的安全性？（）A.访问控制和身份验证B.数据加密和备份C.定期审计和监测D.以上都是2、假设一个分布式数据库系统运行在不稳定的网络环境中，网络中断时有发生。为了确保在网络故障期间数据的一致性和可用性，以下哪种技术或策略是必不可少的？（）A.本地数据缓存和异步同步机制B.定期进行全量数据备份C.采用冗余的网络连接D.数据加密和访问控制3、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4、在分布式数据库系统中，数据的分布和存储策略对系统性能有着重要影响。假设一个分布式社交网络的数据库，存储用户的个人资料、好友关系和动态信息等。以下关于数据分布和存储策略的考虑，哪一个说法是不正确的？（）A.根据用户的活跃度或者地理位置分布数据，可以提高数据访问的局部性B.对于经常一起访问的数据，可以存储在同一个节点或者相邻的节点上，减少数据传输开销C.采用哈希分片的方式可以均匀地分布数据，但可能导致复杂的跨分片查询D.数据的分布和存储策略只需要在系统设计时确定，后续不需要根据业务变化进行调整5、在一个全球化的分布式数据库系统中，不同地区的数据节点之间存在着显著的网络延迟和带宽差异。当需要从位于欧洲的数据节点获取大量数据到亚洲的数据中心进行分析时，以下哪种技术手段能够最有效地降低网络延迟对数据传输的影响？（）A.对数据进行压缩传输，减少数据量B.增加网络带宽，提升数据传输速度C.采用异步传输方式，允许数据在后台逐步传输D.在亚洲的数据中心缓存经常需要访问的欧洲数据，减少实时数据传输需求6、在一个分布式数据库系统中，节点之间的通信协议对于系统的性能和可靠性有着重要作用。假设一个分布式科研数据库系统，节点之间需要频繁传输大量的实验数据。以下哪种通信协议能够提供高效、可靠的数据传输？（）A.TCP协议B.UDP协议C.HTTP协议D.SMTP协议7、某分布式数据库系统需要支持实时数据分析和查询，以下哪种技术架构是比较适合的？（）A.Hadoop架构B.Spark架构C.Flink架构D.以上都不是8、考虑一个分布式数据库用于物流管理系统，存储了货物的运输信息和仓库库存。以下哪种方式最适合处理货物运输路径的查询？（）A.使用图数据库存储运输路径信息B.将运输路径信息进行分片存储C.在每个节点存储全量的运输路径信息D.不存储运输路径信息，实时计算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策略中，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、分布式数据库系统中的负载均衡策略用于确保各个节点的负载均衡。假设一个分布式在线学习平台的数据库，在考试期间面临高并发的访问请求。以下关于负载均衡策略的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以根据节点的CPU利用率、内存使用情况和网络带宽等指标来进行负载评估B.动态负载均衡策略可以根据实时的负载变化动态调整请求的分配C.负载均衡可以通过硬件设备（如负载均衡器）或者软件算法来实现D.负载均衡只需要考虑当前的负载情况，不需要考虑未来可能的负载增长11、在一个分布式数据库系统中，为了提高数据的可用性和容错性，数据通常会在多个节点上保存副本。当其中一个副本所在的节点发生故障，且在故障恢复期间有新的数据写入操作，系统应该如何处理以确保数据的一致性？（）A.暂时拒绝新的数据写入，等待故障节点恢复B.将新数据写入其他正常副本，并在故障节点恢复后进行同步C.直接在故障节点上进行数据写入操作，待其恢复后再进行校验D.随机选择一个正常节点进行数据写入12、在一个跨多个数据中心的分布式数据库系统中，为了降低数据中心之间的通信成本，以下哪种方法是可行的？（）A.压缩数据传输B.减少数据交互的频率C.优化数据传输的协议D.以上都是13、在分布式数据库环境中，数据的副本放置策略对于系统的性能和可靠性有着重要影响。假设一个分布式金融交易数据库，交易数据在多个节点上有副本。为了提高系统在节点故障时的可用性，以下哪种副本放置策略可能最为合适？（）A.将副本均匀分布在不同的地理位置B.将副本集中放置在少数几个高性能节点C.根据节点的负载情况动态调整副本放置D.随机放置副本，不考虑其他因素14、分布式数据库中的数据一致性级别选择需要综合考虑多种因素。以下关于一致性级别选择的说法，不正确的是（）A.强一致性适用于金融交易等关键业务B.弱一致性适用于社交网络等对实时性要求高的场景C.一致性级别越高，系统性能越好D.应根据业务需求和系统特点进行权衡15、假设一个分布式数据库系统用于管理一个大型企业的人力资源数据，包括员工信息、考勤记录等。由于企业的组织架构调整和人员流动频繁，数据的模式变更成为一个常见需求。以下关于数据模式变更的处理，哪一项是最关键的？（）A.尽量减少模式变更的频率，以降低对系统的影响B.在模式变更前进行充分的测试和验证C.采用在线模式变更技术，减少系统的停机时间D.及时通知所有相关的应用程序和用户，做好应对变更的准备二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释在分布式数据库中，如何处理数据的版本控制和多版本并发控制，分析其对并发操作和数据一致性的影响。2、（本题5分）请说明分布式数据库系统中的数据一致性协议（如Paxos、Raft等）的工作原理和特点，以及它们在实际应用中的选择依据。3、（本题5分）详细说明分布式数据库中的分布式事务的事务链处理策略，分析如何有效地管理和优化事务链。4、（本题5分）解释在分布式数据库中，如何进行数据的加密和解密操作，分析加密对查询性能和数据存储的影响。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述在多租户环境下的分布式数据库系统设计，包括资源隔离、性能保证和租户定制化需求的满足，分析如何实现高效的多租户数据管理。2、（本题5分）分布式数据库系统中的事务处理需要考虑到分布式环境中的不确定性和异常情况。请综合论述事务的容错处理策略，分析如何在网络延迟、节点故障等情况下保证事务的正常执行和数据的一致性。3、（本题5分）分布式数据库系统中的分布式索引技术对于提高查询性能至关重要。请深入探讨分布式索引的结构和算法，如分布式B树、分布式哈希表等，分析分布式索引在数据分布、查询处理、更新操作等方面的性能特点，研究如何构建高效的分布式索引以及在节点动态变化时的索引维护策略，并探讨分布式索引在大规模数据环境下的优化方法。4、（本题5分）论述在大数据背景下分布式数据库系统与数据湖的集成策略，探讨如何实现数据在不同存储架构之间的高效流转和协同处理。5、（本题5分）在分布式数据库系统中，数据缓存的管理和优化对于提高系统性能具有重要意义。请全面论述数据缓存的策略和技术，包括缓存替换算法、缓存一致性维护、分布式缓存架构等，分析数据缓存在不同工作负载和数据访问模式下的效果，探讨如何根据系统特点和业务需求优化数据缓存配置，以及如何处理缓存与存储之间的数据一致性问题。四、综合应用题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一家医疗保健机构需要建立分布式数据库来存储患者的病历、诊断结果和治疗方案等敏感信息。请设计一套严格的数据访问控制和隐私保护机制，同时考虑如何在多个医疗站点之间实现数据的快速同步和共享，以支持远程医疗和协同诊断。2、（本题10分）一家物流企业计划开展冷链物流业务，需要对温度、湿度和货物状态等数据进行实时监控和管理。请设计分布式数据库来支持冷链物流业务，包括数据的采集和传输、环境数据的存储和分析、货物状态监测和预警，以及如何保障数据的实时性和可靠