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《分布式存儲和并行計算》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的查詢計劃生成需要考慮數(shù)據(jù)分布和網(wǎng)絡(luò)拓撲等因素。假設(shè)一個查詢涉及多個站點的數(shù)據(jù)，并且網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，以下哪種查詢計劃生成策略能夠更好地適應這種情況？（）A.優(yōu)先選擇在本地站點處理數(shù)據(jù)，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸B.將計算任務(wù)分配到網(wǎng)絡(luò)帶寬較大的站點C.按照數(shù)據(jù)量的大小來決定數(shù)據(jù)的傳輸和處理位置D.隨機選擇站點進行數(shù)據(jù)處理和傳輸2、對于分布式數(shù)據(jù)庫中的查詢路由，以下哪種策略能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動態(tài)選擇最優(yōu)路徑？（）A.基于負載均衡的路由B.基于網(wǎng)絡(luò)距離的路由C.隨機路由D.固定路由3、假設(shè)一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用于管理一個大型物流企業(yè)的貨物運輸信息，包括發(fā)貨地、目的地、運輸時間等。由于業(yè)務(wù)的增長，需要對系統(tǒng)進行擴展。以下哪種擴展方式在成本和性能方面可能是最優(yōu)的？（）A.增加每個節(jié)點的存儲容量和計算能力B.增加新的數(shù)據(jù)節(jié)點，并重新分配數(shù)據(jù)C.采用混合擴展方式，即同時增加節(jié)點的能力和數(shù)量D.優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)和查詢語句，而不進行硬件擴展4、在分布式數(shù)據(jù)庫的性能測試中，以下關(guān)于測試場景設(shè)計的說法，錯誤的是（）A.模擬真實的業(yè)務(wù)負載B.只關(guān)注高并發(fā)場景C.考慮不同的數(shù)據(jù)規(guī)模D.包括讀寫混合的操作5、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能評估是一個復雜的任務(wù)。假設(shè)一個社交媒體平臺的分布式數(shù)據(jù)庫，面臨著高并發(fā)的讀寫操作和大量的數(shù)據(jù)存儲需求。以下哪個指標對于評估該系統(tǒng)的性能最為關(guān)鍵？（）A.數(shù)據(jù)存儲容量B.平均響應時間C.數(shù)據(jù)復制的延遲D.節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬6、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性級別會影響系統(tǒng)的性能和可用性。假設(shè)一個實時股票交易系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)一致性要求非常高，幾乎不允許數(shù)據(jù)偏差。以下哪種一致性級別最適合該系統(tǒng)？（）A.強一致性B.弱一致性C.最終一致性D.自定義一致性7、在分布式數(shù)據(jù)庫的環(huán)境下，以下哪種數(shù)據(jù)遷移方式對業(yè)務(wù)的影響最小？（）A.在線遷移B.離線遷移C.部分遷移D.全部遷移8、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查詢？（）A.哈希分區(qū)B.列表分區(qū)C.范圍分區(qū)D.隨機分區(qū)9、在分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)分片是一種將數(shù)據(jù)劃分成多個片段并存儲在不同節(jié)點上的技術(shù)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)分片的描述中，錯誤的是？（）A.數(shù)據(jù)分片可以提高數(shù)據(jù)的查詢性能，因為可以并行地在多個節(jié)點上進行查詢B.數(shù)據(jù)分片可以根據(jù)數(shù)據(jù)的屬性或業(yè)務(wù)規(guī)則進行劃分，例如按照地理位置、時間范圍等進行分片C.數(shù)據(jù)分片需要考慮數(shù)據(jù)的完整性和一致性，確保不同分片之間的數(shù)據(jù)能夠正確地組合和查詢D.數(shù)據(jù)分片一旦確定就不能再進行調(diào)整和改變，否則會導致數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)故障10、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性，以下哪種措施是必不可少的？（）A.訪問控制和身份驗證B.數(shù)據(jù)加密和脫敏C.數(shù)據(jù)備份和恢復D.以上都是11、在選擇分布式數(shù)據(jù)庫的存儲引擎時，以下哪個因素對于數(shù)據(jù)的寫入性能影響最大？（）A.磁盤I/O性能B.內(nèi)存使用效率C.數(shù)據(jù)壓縮算法D.索引結(jié)構(gòu)12、在分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)一致性的級別可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求進行調(diào)整。以下哪種業(yè)務(wù)場景對一致性的要求相對較低？（）A.在線購物的訂單處理B.社交媒體的點贊計數(shù)C.銀行轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)D.航空訂票系統(tǒng)13、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了監(jiān)控系統(tǒng)的性能和資源使用情況，以下哪種工具或技術(shù)是常用的？（）A.性能監(jiān)控軟件和指標采集B.日志分析和告警機制C.資源使用統(tǒng)計報表和可視化D.以上都是14、在一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的加密和解密操作會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生一定影響。假設(shè)需要對敏感數(shù)據(jù)進行加密存儲，以下哪種加密方式在保證安全性的同時對查詢性能的影響較??？（）A.對稱加密B.非對稱加密C.哈希加密D.混合加密（對稱加密和非對稱加密結(jié)合）15、分布式數(shù)據(jù)庫中的事務(wù)處理是一個復雜的問題。以下關(guān)于分布式數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理的描述中，錯誤的是？（）A.分布式數(shù)據(jù)庫中的事務(wù)需要保證原子性、一致性、隔離性和持久性B.分布式數(shù)據(jù)庫中的事務(wù)處理需要考慮網(wǎng)絡(luò)延遲、節(jié)點故障等因素，以確保事務(wù)的正確執(zhí)行C.分布式數(shù)據(jù)庫中的事務(wù)可以通過兩階段提交協(xié)議來實現(xiàn)，以保證事務(wù)的一致性D.分布式數(shù)據(jù)庫中的事務(wù)處理與集中式數(shù)據(jù)庫中的事務(wù)處理完全相同，不需要進行特殊的處理二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細說明分布式數(shù)據(jù)庫中的并發(fā)控制機制，分析其與傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制的區(qū)別和難點。2、（本題5分）請解釋分布式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)分區(qū)合并和拆分策略，根據(jù)數(shù)據(jù)量和訪問模式動態(tài)調(diào)整分區(qū)結(jié)構(gòu)。3、（本題5分）在分布式數(shù)據(jù)庫中，如何處理跨區(qū)域的數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)同步，考慮網(wǎng)絡(luò)延遲、數(shù)據(jù)一致性和法規(guī)要求等因素，提出相應的解決方案。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)訪問控制和權(quán)限管理對于數(shù)據(jù)安全至關(guān)重要。論述數(shù)據(jù)訪問控制的模型和策略，如基于角色的訪問控制、基于屬性的訪問控制等，分析如何在分布式環(huán)境下實現(xiàn)精細的訪問控制和權(quán)限管理，并探討如何應對權(quán)限變更和授權(quán)管理的復雜性。2、（本題5分）在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)治理和數(shù)據(jù)質(zhì)量管理是確保數(shù)據(jù)價值和可用性的重要環(huán)節(jié)。請全面論述數(shù)據(jù)治理的框架和策略，包括數(shù)據(jù)標準制定、數(shù)據(jù)所有權(quán)和責任界定、數(shù)據(jù)質(zhì)量評估等，分析數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的方法和工具，如數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)驗證、數(shù)據(jù)監(jiān)控等，研究如何建立有效的數(shù)據(jù)治理和質(zhì)量管理機制，以及如何應對數(shù)據(jù)質(zhì)量問題帶來的業(yè)務(wù)風險。3、（本題5分）探討分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的系統(tǒng)參數(shù)調(diào)優(yōu)和配置管理，分析諸如緩沖區(qū)大小、并發(fā)線程數(shù)、網(wǎng)絡(luò)超時設(shè)置等參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響，以及如何進行有效的配置管理。4、（本題5分）詳細探討分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分區(qū)的動態(tài)擴展和收縮技術(shù)，分析如何根據(jù)業(yè)務(wù)需求實時調(diào)整分區(qū)的大小和數(shù)量。5、（本題5分）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分區(qū)和副本放置策略對于系統(tǒng)的性能和可靠性有著重要影響。論述如何根據(jù)數(shù)據(jù)訪問頻率、節(jié)點負載等因素進行數(shù)據(jù)分區(qū)和副本放置，分析不同策略對系統(tǒng)讀寫性能、容錯能力的影響，并舉例說明如何進行優(yōu)化。四、綜合應用題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某在線教育平臺引入新的教學工具，對分布式數(shù)據(jù)庫進行相應的調(diào)整和優(yōu)化。說明如何修改數(shù)據(jù)庫架構(gòu)以支持新功能，同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2、（本題10分）某在線教育平臺為評估教學效果，對學生學習數(shù)據(jù)進行長期跟蹤和分析。設(shè)計分布式數(shù)據(jù)庫中