湖南农业大学《分布式与并行计算》2023-2024学年第二学期期末试卷

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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批阅人一、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、假设一个分布式数据库系统用于管理一个大型在线游戏的玩家数据，包括游戏得分、道具信息等。由于游戏的高并发访问，事务处理成为一个关键问题。以下关于事务隔离级别的选择，哪一个是最合适的？（）A.读未提交隔离级别，以提高事务处理的并发度B.读已提交隔离级别，保证数据的一致性和一定的并发度C.可重复读隔离级别，防止在同一事务中多次读取的数据不一致D.串行化隔离级别，确保最高的数据一致性，但可能降低并发度2、在分布式数据库系统中，数据复制是提高数据可用性和性能的重要手段。以下关于数据复制的说法，不正确的是（）A.主从复制中，主节点负责写入，从节点负责读取B.多主复制可以提高写入性能，但可能导致冲突C.数据复制会增加数据存储成本D.数据复制不需要考虑网络延迟的影响3、在一个跨多个数据中心的分布式数据库系统中，为了保证数据的一致性和可用性，以下哪种技术是常用的？（）A.两阶段提交协议和三阶段提交协议B.Paxos协议和Raft协议C.一致性哈希和虚拟节点D.以上都是4、对于分布式数据库中的数据存储格式，以下哪种格式在节省存储空间方面表现出色？（）A.CSV格式B.JSON格式C.Parquet格式D.XML格式5、分布式数据库系统中的数据一致性模型选择需要考虑业务需求和系统性能。假设一个分布式物流调度系统，车辆的位置信息需要实时更新，但允许一定程度的数据延迟。以下哪种数据一致性模型可能最为合适？（）A.强一致性模型B.最终一致性模型C.弱一致性模型D.自定义一致性模型6、对于分布式数据库中的数据加密，以下哪种加密算法在安全性和性能之间取得较好的平衡？（）A.AESB.RSAC.DESD.3DES7、假设一个分布式数据库系统需要支持快速的数据插入操作，以下哪种数据结构和存储方式是比较适合的？（）A.链表B.哈希表C.索引树D.以上都不是8、在一个分布式数据库系统中，当一个站点发生故障时，系统需要进行故障转移。假设系统采用了主从架构，以下哪种方式能够快速确定新的主节点？（）A.按照预先设定的优先级顺序选择从节点B.选择负载最低的从节点作为新的主节点C.通过投票机制，由多个从节点共同决定新的主节点D.随机选择一个从节点作为新的主节点9、某分布式数据库系统采用了主从复制架构，主节点负责处理写入操作，从节点用于读取操作。当主节点突然发生故障且无法恢复时，以下哪种方法能够在最短时间内确保系统的持续运行，并最大程度地保证数据的一致性和完整性？（）A.立即从现有的从节点中选择一个升级为主节点，并进行数据同步B.暂停系统服务，等待主节点修复C.重新初始化整个数据库系统，并从备份中恢复数据D.采用随机选择的方式从从节点中确定新的主节点10、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11、分布式数据库系统中的数据一致性检测是保障数据质量的重要手段。假设一个分布式库存管理系统，多个仓库的库存数据需要保持一致。以下哪种方法能够最有效地检测数据一致性？（）A.定期进行全量数据比对B.基于哈希值进行快速比对C.建立数据校验和，实时检测数据变化D.依靠用户反馈发现数据不一致问题12、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13、在分布式数据库系统中，以下关于数据分区的说法，哪一项是错误的？（）A.数据分区可以提高查询性能B.数据分区会增加数据管理的复杂性C.数据分区可以根据业务逻辑进行D.数据分区后，不同分区的数据不能相互访问14、在分布式数据库系统中，数据分区是一种常见的优化策略。假设有一个分布式视频分享平台的数据库，存储了大量的视频信息和用户数据。以下关于数据分区的说法，不正确的是：（）A.可以按照视频的类型（如电影、电视剧、综艺节目）进行分区，将相同类型的视频数据存储在一个分区中，方便管理和查询B.数据分区可以提高数据的局部性，减少跨分区的查询和数据传输，从而提高系统性能C.当需要对分区进行调整（如增加或合并分区）时，可能会涉及到大量的数据迁移和重新组织，带来较大的系统开销D.数据分区可以随意进行，不需要考虑数据的特点和访问模式，因为分区操作对系统性能的影响很小15、分布式数据库系统中的负载均衡旨在均匀分配系统资源和工作负载。假设系统中有多个数据节点处理查询请求，当某个节点的负载突然增加时，以下哪种负载均衡策略能够最快地将部分请求分配到其他负载较轻的节点？（）A.基于随机的请求分配策略B.根据节点的当前负载比例进行动态分配C.优先分配给性能最强的节点D.按照请求的类型和数据分布，定向分配到特定的节点16、在分布式数据库系统中，为了提高数据的可靠性，以下哪种数据备份策略最为有效？（）A.全量备份B.增量备份C.差异备份D.以上结合使用17、假设一个分布式数据库系统需要进行数据迁移，从一个旧的分布式架构迁移到一个新的架构。以下哪个步骤是关键的？（）A.数据备份B.制定详细的迁移计划C.测试新架构的性能D.以上都是18、分布式数据库中的元数据管理至关重要。以下关于元数据的描述，错误的是（）A.包括数据分布信息、索引信息等B.元数据的一致性容易维护C.对系统的查询优化和管理有重要作用D.元数据的存储和访问需要高效的机制19、假设一个分布式数据库系统中的部分节点位于不同的时区，在处理时间相关的数据时，以下哪种方法能够避免时区带来的问题？（）A.在数据库中统一使用一个标准时区B.根据节点所在的时区进行本地化处理C.将时间转换为协调世界时（UTC）进行存储和处理D.以上方法的组合20、在分布式数据库系统中，资源管理是一个重要的方面。假设一个大规模的分布式社交网络数据库，面临着高并发的访问和有限的计算资源。以下关于资源管理的说法，不正确的是：（）A.通过动态分配资源，根据节点的负载情况调整计算和存储资源的分配，可以提高系统的整体性能B.资源管理需要考虑到不同类型的操作（如查询、更新、插入）对资源的需求差异，进行有针对性的分配C.为了提高资源利用率，可以采用超额预订的策略，允许分配的资源总量超过实际可用的物理资源D.资源管理只需要关注计算资源，存储资源的管理相对不重要，因为可以通过扩展存储设备来解决二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明分布式数据库中的分布式锁机制，包括乐观锁和悲观锁的应用，分析其在并发控制中的作用和性能开销。2、（本题5分）详细描述分布式数据库中的分布式查询的分布式执行环境的优化，分析如何提升执行环境的性能和稳定性。3、（本题5分）论述分布式数据库中的数据一致性监控指标和阈值设置，及时发现潜在的一致性问题。4、（本题5分）解释分布式数据库中的副本管理技术，如副本的创建、更新和一致性维护，分析副本数量对系统性能和可靠性的影响。5、（本题5分）详细描述分布式数据库中的分布式存储引擎的工作原理和特点，如HBase、Cassandra等，分析其适用的业务场景。三、综合应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一家能源公司的数据库存储了能源生产、配送和消费的数据。由于业务覆盖范围广，数据来源多样，需要构建分布式数据库。请分析如何整合不同来源的数据，设计数据清洗和转换流程，并确保数据在分布式环境中的准确性和可靠性。2、（本题5分）一家金融科技公司为预测汇率波动，对货币交易数据进行时间序列分解分析。构建在分布式数据库中的时间序列分解模型和数据分析流程。3、（本题5分）某智慧城市项目计划建立智能水务系统，需要整合水资源监测、供水和排水数据，实现水资源的优化管理。请设计分布式数据库来支持智能水务，包括数据的采集和传输、水务数据的存储和分析、水资源调度算法的实现，以及如何保障水务数据的准确性和实时性。4、（本题5分）一家电商企业计划开展直播购物节活动，期间将产生大量的直播数据、订单数据和用户互动数据。请设计分布式数据库解决方案，以应对活动期间的高并发访问和数据处理需求，包括数据的存储架构、缓存策略、负载均衡机制以及数据一致性的保障措施。5、（本题5分）一家物流企业为预测货物需求，对历史订单数据进行时间序列分析。说明在分布式数据库中如何进行时间序列数据的存储和分析。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）论述分布式数据库系统中的并发控制机制，研究封锁技术、时间