分布式计算原理与实践习题及答案解析_高级大数据开发

一、选择题

1. 分布式系统中,数据在多个节点间如何进行复制?

A. 完全复制
B. 部分复制
C. 只复制数据变化的部分
D. 不复制

2. 在分布式系统中,数据的传输方式有哪些?

A. 同步传输
B. 异步传输
C. 顺序传输
D. 流式传输

3. 分布式系统中,为了保证数据的一致性,需要使用哪种协议?

A. TCP/IP
B. HTTP
C. DNS
D. SQL

4. 分布式系统中,MapReduce编程模型的主要组成部分是什么?

A. 输入端口
B. 输出端口
C. 任务调度器
D. 数据压缩与解压缩模块

5. 在分布式数据库中,如何实现数据的一致性?

A. 强一致性
B. 最终一致性
C. 一致性哈希
D. 一致性模型

6. 分布式缓存的主要作用是什么?

A. 提高应用程序的性能
B. 减轻服务器的负担
C. 降低网络延迟
D. 提高数据的可用性

7. 分布式消息队列的目的是什么?

A. 解决复杂的服务器负载问题
B. 提供高可用性和容错能力
C. 简化应用程序的架构
D. 实现跨进程的数据交换

8. 分布式日志管理系统的基本功能有哪些?

A. 记录日志
B. 搜索日志
C. 分析日志
D. 可视化日志

9. 分布式系统中的安全威胁主要包括哪些?

A. 拒绝服务攻击
B. 恶意软件
C. 数据泄露
D. 网络中断

10. 分布式系统中,如何保证数据的隐私性?

A. 数据加密
B. 数据脱敏
C. 访问控制
D. 数据聚合

11. 分布式文件系统的基本组成包括哪些?

A. 客户端、服务器、存储设备
B. 客户端、服务器、数据库、存储设备
C. 客户端、存储设备、服务器
D. 数据库、存储设备、服务器

12. 分布式文件系统中的数据访问模式有哪些?

A. 顺序读写
B. 随机读写
C. 追加读写
D. 交互式读写

13. 在分布式文件系统中,数据的复制策略有哪几种?

A. 完全复制、只复制更改、多级复制
B. 只复制更改、完全复制、多级复制
C. 多级复制、只复制更改、完全复制
D. 完全复制、多级复制、只复制更改

14. 分布式文件系统如何保证数据的一致性?

A. 数据快照
B. 数据复制
C. 数据校验
D. 数据压缩

15. 分布式文件系统中的数据更新如何实现?

A. 客户端发送更新请求,服务器处理并返回确认
B. 服务器主动发现数据更改,并将更改通知客户端
C. 定期检查数据状态,发现数据不一致时进行更新
D. 直接修改存储设备上的数据

16. 分布式文件系统的数据删除如何实现?

A. 客户端发送删除请求,服务器处理并返回确认
B. 服务器主动发现数据删除,并将删除通知客户端
C. 定期检查数据状态,发现数据不一致时进行删除
D. 直接删除存储设备上的数据

17. 分布式文件系统如何实现数据的异步处理?

A. 使用消息队列
B. 使用流处理框架
C. 使用分布式计算框架
D. 使用分布式数据库

18. 分布式文件系统的性能瓶颈在哪里?

A. 网络延迟
B. 存储设备性能
C. 数据处理速度
D. 系统扩展性

19. 如何解决分布式文件系统中的数据一致性问题?

A. 使用乐观锁
B. 使用悲观锁
C. 使用数据校验
D. 使用数据复制

20. 分布式文件系统的负载均衡如何实现?

A. 使用硬件负载均衡器
B. 使用软件负载均衡器
C. 使用分布式计算框架进行负载均衡
D. 使用分布式数据库进行负载均衡

21. 分布式计算框架的主要目的是什么?

A. 提高单机的计算能力
B. 实现多机协同计算
C. 降低应用程序的开发成本
D. 提高数据的处理速度

22. Hadoop的核心组件有哪些?

A. MapReduce
B. HDFS
C. YARN
D. all of the above

23. MapReduce中,Mapper的输入是什么?

A. 本地磁盘上的文件
B. 从远程服务器获取的数据
C. 内存中的数据
D. HDFS上的文件

24. HDFS的文件系统是基于哪种协议实现的?

A. NFS
B. SMB
C. HTTP
D. DNS

25. 在Hadoop中,如何对map任务进行优化?

A. 增加mapred.map.tasks参数
B. 调整mapred.map.memory.mb参数
C. 减少mapred.map.output.compress.codec的数量
D. 增加数据分区数

26. HBase是一个 distributed 的 NoSQL 数据库,它基于哪个协议?

A. TCP/IP
B. HTTP
C. DNS
D. SMTP

27. HBase表的数据是存储在哪个文件系统的?

A. HDFS
B. NFS
C. SMB
D. local

28. 在HBase中,如何进行数据的读取?

A. 直接扫描表
B. 使用HBase客户端API
C. 使用Sqoop工具
D. 使用Hive查询

29. HBase表的数据修改后,会马上显示在哪些地方?

A. HDFS
B. NFS
C. local
D. both A and B

30. 以下哪个选项不是HBase的一个特征?

A. 分布式的
B. NoSQL的
C. 面向列的
D. 基于Hadoop的

31. 分布式数据库中,数据一致性是分布式系统的重要性质之一,以下哪个选项不是?

A. 数据在多个节点上保持一致
B. 数据在多个节点上保持异步更新
C. 数据在多个节点上保持顺序一致
D. 数据在多个节点上保持原子操作一致

32. 在分布式数据库中,以下哪种事务处理方法是最常见的?

A. 两阶段提交(2PC)
B. 三阶段提交(3PC)
C. 本地消息表(LMT)
D. 本地快照(LSN)

33. 分布式数据库中,关于写操作的ACID属性,下列描述错误的是?

A. Atomicity
B. Consistency
C. Isolation
D. Durability

34. 分布式数据库中,以下哪种查询语句是正确的?

A. SELECT * FROM table WHERE id = x;
B. SELECT * FROM table WHERE x = id;
C. SELECT * FROM table WHERE id IN (x, y);
D. SELECT * FROM table WHERE id > x;

35. 在分布式数据库中,为了提高查询性能,以下哪个做法是正确的?

A. 将常用查询结果缓存在内存中
B. 对查询语句进行索引
C. 将数据分散到多个节点上
D. 使用 distributed SQL 查询

36. 分布式数据库中,当某个节点出现故障时,以下哪种策略可以保证其他节点仍然可以访问数据?

A. 主从复制
B. 多主复制
C. 负载均衡
D. 数据备份

37. 分布式数据库中,以下哪种方法可以实现数据的局部更新?

A. 读写分离
B. 数据复制
C. 数据共享
D. 数据更新

38. 分布式数据库中,以下哪种方法可以保证数据的原子性?

A. 两阶段提交(2PC)
B. 三阶段提交(3PC)
C. 本地消息表(LMT)
D. 本地快照(LSN)

39. 分布式数据库中,以下哪种方法可以提高事务的处理性能?

A. 增加缓存
B. 增加并发度
C. 增加集群规模
D. 增加磁盘存储空间

40. 分布式数据库中,当多个用户同时对同一份数据进行更新时,以下哪种方法可以确保数据的一致性?

A. 加锁
B.  optimistic locking
C. pessimistic locking
D. 乐观锁

41. 下面哪种缓存算法在缓存失效时需要进行重新加载?

A. 直接映射
B. 线性映射
C. 二次映射
D. 哈希映射

42. 在分布式系统中,缓存的一致性主要依靠以下哪个机制实现?

A. 分布式锁
B. 复制粘贴
C. 强一致性协议
D. 最终一致性协议

43. 下列哪种缓存策略能够提高缓存命中率?

A. 顺序访问
B. 随机访问
C. 最小链接数访问
D. 最近最少使用(LRU)

44. 缓存系统为了减少网络请求,采用了压缩技术,关于缓存数据的压缩方式,以下哪一种是不正确的?

A. 代码压缩
B. 数据压缩
C. 内存压缩
D. 磁盘压缩

45. 下面哪种缓存策略能够在缓存失效时,尽快将数据从磁盘加载到缓存中?

A. 先进先出(FIFO)
B. 最近最少使用(LRU)
C. 最小链接数访问(MLNA)
D. 同时获取多个数据块(SGMA)

46. 对于一个分布式缓存系统,当缓存数据发生改变时,以下哪种操作是正确的?

A. 将整个缓存数据 block 重新加载到缓存中
B. 仅将发生变化的数据 block 重新加载到缓存中
C. 更新缓存数据 block 的引用计数
D. 仅更新缓存数据 block 的数据

47. 分布式缓存系统通常使用哪种一致性协议来保证缓存数据的一致性?

A. Paxos
B. Raft
C. sticky session
D. HTTP

48. 缓存系统为了减少磁盘写入,采用了Write-Throughput策略,关于该策略,以下哪一种是不正确的?

A. 每次写操作都会立即将数据写入缓存和磁盘
B. 写操作不会立即写入缓存,只有在缓存满时才会写入
C. 读操作优先于写操作
D. 写操作的延迟与缓存大小成正比

49. 缓存系统在进行缓存数据替换时,以下哪种策略能够最大程度地减少缓存失效带来的性能损失?

A. 最佳置换法(OPT)
B. Least Frequently Used(LFU)
C. Most Recently Used(MRU)
D. 混合置换法(MFU)

50. 在分布式缓存系统中,为了保证缓存数据的可用性,以下哪种机制是必要的?

A. 数据备份
B. 数据冗余
C. 数据校验
D. 数据压缩

51. 在分布式系统中,消息队列的主要作用是什么?

A. 实现系统间的通信
B. 实现应用程序间的协调
C. 实现数据的缓存和备份
D. 实现系统的性能监控

52. 以下哪种消息队列协议是开源的?

A. RabbitMQ
B. Apache Kafka
C. Redis
D. MySQL

53. Kafka采用了什么机制来确保消息的可靠性?

A. 强一致性
B. 最终一致性
C. 异步确认
D. 持久化

54. 在Kafka中,生产者向消费者发送消息时,可能会遇到哪种异常?

A. 网络异常
B. Kafka服务器异常
C. 消费者组成员异常
D. 磁盘空间不足

55. 以下哪个不是Kafka消费者的主要操作?

A. 订阅消息
B. 消费消息
C. 获取分区信息
D. 关闭消费者

56. 消息队列有什么样的优点?

A. 异步处理
B. 高并发
C. 可扩展性
D. 实时性

57. 消息队列有什么缺点?

A. 延迟性
B. 数据一致性问题
C. 消息积压
D. 资源消耗大

58. 在RabbitMQ中,如何设置消息的过期时间?

A. 使用exchange
B. 使用 routing key
C. 使用message property
D. 使用timestamp

59. 以下哪种消息队列适合处理大量实时数据?

A. RabbitMQ
B. Apache Kafka
C. Redis
D. MySQL

60. 在分布式系统中,如何保证消息队列的安全性?

A. 使用加密算法
B. 使用访问控制
C. 使用审计日志
D. 使用消息验证码

61. 在分布式日志管理系统中,Logstash的主要作用是负责什么?

A. 收集日志
B. 解析日志
C. 存储日志
D. 生成日志

62. Elasticsearch在分布式日志管理系统中的角色是什么?

A. 日志聚合器
B. 日志消费者
C. 日志 writer
D. 日志 viewer

63. Kibana在分布式日志管理系统中的主要功能是什么?

A. 日志检索
B. 日志可视化
C. 日志统计
D. 日志管理

64. 在分布式日志管理系统中,如何实现日志的实时查询?

A. 使用Logstash的filter配置
B. 使用Elasticsearch的 aggregation API
C. 使用Kibana的“实时”视图
D. 使用Kibana的“时间范围”视图

65. 分布式日志管理系统中,如何进行日志的索引?

A. 手动创建索引
B. 使用Logstash自动创建索引
C. 使用Elasticsearch的索引模板
D. 都不需要

66. 在分布式日志管理系统中,如何配置Logstash以提高日志处理效率?

A. 增加工作节点
B. 使用高效的过滤器
C. 使用压缩日志
D. 提高硬件性能

67. 在分布式日志管理系统中,如何对日志进行分片?

A. 根据日志的时间戳
B. 根据日志的地域
C. 根据日志的主题
D. 都不需要

68. 在分布式日志管理系统中,如何实现日志的备份与恢复?

A. 使用Logstash的backup configuration
B. 使用Elasticsearch的 backup API
C. 使用Kibana的备份功能
D. 都不需要

69. 在分布式日志管理系统中,如何对日志进行聚类?

A. 使用K-means算法
B. 使用Elasticsearch的cluster feature
C. 使用Logstash的filter配置
D. 都不需要

70. 在分布式日志管理系统中,如何对日志进行降级?

A. 使用ELK stack的降级策略
B. 使用Logstash的dropdown filter
C. 使用Kibana的“不匹配”视图
D. 都不需要

71. 分布式系统中,数据传输过程中的加密方法是用来保证数据的()。

A. 完整性
B. 机密性
C. 可认证性
D. 可用性

72. 在分布式系统中,下列哪种方法被广泛用于实现数据一致性?

A. 强一致性
B. 最终一致性
C. 一致性哈希
D. 异步消息队列

73. MapReduce编程模型中,Mapper负责()。

A. 数据读取与写入
B. 任务划分与执行
C. 结果合并与输出
D. 数据压缩与解密

74. HDFS中的主节点负责()。

A. 数据存储
B. 数据管理
C. 数据访问
D. 数据备份

75. 在分布式数据库中,为了保证数据的一致性,以下哪个操作是必须进行的()。

A. 定期备份
B. 设置事务隔离级别
C. 添加索引
D. 更新数据

76. 对于分布式缓存,下列哪个特性是至关重要的()。

A. 高并发读写能力
B. 数据持久化
C. 数据一致性
D. 容错能力

77. 在分布式消息队列中,消息持久化的主要目的是确保()。

A. 数据的可靠性
B. 数据的可用性
C. 数据的一致性
D. 数据的时间顺序

78. 在分布式日志管理系统中,下列哪个工具可以用于分析和可视化日志数据()。

A. Grafana
B. Elasticsearch
C. Kafka
D. Logstash

79. 在分布式系统中,为了防止未经授权的访问,需要对系统进行()。

A. 权限控制
B. 身份验证
C. 数据加密
D. 所有的上述选项

80. 在分布式系统的性能评估中,下列哪个指标是用来衡量系统的吞吐量的()。

A. 响应时间
B. 系统吞吐量
C. 并发用户数
D. 数据量

81. 分布式系统中,评估系统性能的主要指标有哪些?

A. 吞吐量
B. 响应时间
C. 资源利用率
D. 可靠性

82. 在分布式系统中,如何对应用程序的性能进行监控?

A. 采集系统日志
B. 定期执行性能测试脚本
C. 利用分布式系统提供的性能监控工具
D. 结合以上所有方法

83. 以下哪种调优方法主要用于优化分布式系统中的磁盘 I/O?

A. 数据压缩
B. 数据分片
C. 缓存
D. 预取

84. 在分布式系统中,为了提高系统的可靠性,可以采用哪些策略?

A. 使用多个副本
B. 数据分片
C. 负载均衡
D. 所有上述方法

85. 以下哪种技术可以用来实现分布式系统中的容错?

A. 数据备份
B. 冗余节点
C. 数据校验
D. 所有上述方法

86. 分布式系统中,如何对应用程序的安全性进行保障?

A. 加密通信
B. 访问控制
C. 审计
D. 所有以上方法

87. 分布式数据库中,如何进行事务处理以确保数据的一致性?

A. 两阶段提交
B. 三阶段提交
C.  ACID 属性
D. 以上都是

88. 如何根据实际业务需求对分布式系统进行容量规划?

A. 历史数据统计
B. 系统 load 监控
C. 经验值估算
D. 以上所有方法

89. 分布式系统中,如何进行负载均衡以保证高可用性?

A. 轮询法
B. 最少连接数法
C. 基于请求频率的方法
D. 基于资源使用情况的方法

90. 分布式系统中的资源包括哪些?

A. 硬件资源
B. 软件资源
C. 网络资源
D. 以上所有资源
二、问答题

1. 什么是分布式计算?


2. MapReduce编程模型是什么?


3. HDFS的工作原理是什么?


4. YARN有什么作用?


5. Hive有什么作用?


6. 如何优化Hive查询性能?




参考答案

选择题:

1. A 2. ABD 3. A 4. ACD 5. B 6. A 7. BCD 8. ABCD 9. ACD 10. ABC
11. A 12. D 13. A 14. B 15. A 16. A 17. A 18. A 19. D 20. B
21. B 22. D 23. D 24. A 25. ABD 26. A 27. A 28. B 29. D 30. D
31. B 32. A 33. D 34. C 35. D 36. B 37. D 38. A 39. A 40. A
41. D 42. C 43. D 44. A 45. D 46. B 47. A 48. B 49. A 50. B
51. A 52. B 53. B 54. C 55. D 56. A 57. A 58. D 59. B 60. B
61. B 62. B 63. B 64. B 65. B 66. B 67. A 68. B 69. A 70. A
71. B 72. B 73. B 74. A 75. B 76. C 77. A 78. A 79. D 80. B
81. ABCD 82. D 83. B 84. D 85. D 86. D 87. D 88. D 89. D 90. D

问答题:

1. 什么是分布式计算?

分布式计算是一种将任务分解成多个子任务,并在多台计算机上同时执行,以实现更高效计算的方法。通过将任务分配给多个节点,可以充分利用集群中所有节点的计算能力,从而提高计算效率。
思路 :分布式计算的核心思想是将一个大任务拆分成若干个小任务,并将这些小任务并发地分配给多个计算节点进行执行。这样可以有效地利用集群中所有节点的计算资源,提高整体计算性能。

2. MapReduce编程模型是什么?

MapReduce是一种编程模型,用于处理和生成大规模数据集。它通过将任务划分为多个阶段,并在不同阶段使用不同的编程语言来实现。在Map阶段,输入数据被分解成多个键值对,每个键值对由一个Map函数处理;在Reduce阶段,相同键的键值对被合并成一个结果。MapReduce编程模型的优点是简单、高效,且易于扩展。
思路 :MapReduce编程模型的核心思想是将复杂的问题分解为简单的任务,并将这些任务并发地分配给多个计算节点进行执行。这样可以充分利用集群中所有节点的计算能力,提高整体计算性能。

3. HDFS的工作原理是什么?

HDFS(Hadoop Distributed File System)是一种分布式文件系统,用于存储和管理大规模数据集。HDFS的工作原理是将数据分割成多个块,并将这些块存储在多台服务器上。当需要读取或写入数据时,HDFS会根据数据块的位置信息,自动将数据块从不同的服务器下载到本地磁盘。
思路 :HDFS的工作原理是基于数据块存储的,即将数据分成多个块,并将这些块存储在多台服务器上。当需要读取或写入数据时,HDFS会根据数据块的位置信息,自动将数据块从不同的服务器下载到本地磁盘。这种存储方式具有高容错性、高性能和高可扩展性。

4. YARN有什么作用?

YARN(Yet Another Resource Negotiator)是一个资源管理和调度系统,用于协调分布式系统中各个资源的分配和使用。YARN的主要作用包括:资源申请、资源调度、资源监控和故障恢复等。通过YARN的调度和管理,可以确保分布式系统中的资源得到合理、高效的利用。
思路 :YARN是一个资源管理和调度系统,负责协调分布式系统中的各个资源。它的主要作用包括资源申请、资源调度、资源监控和故障恢复等。通过YARN的管理,可以确保分布式系统中的资源得到合理、高效的利用。

5. Hive有什么作用?

Hive是一个基于Hadoop的数据仓库和数据挖掘工具。它可以用来处理和分析大规模数据集,并提供类似于传统关系型数据库的查询接口。通过Hive,用户可以轻松地对Hadoop平台上的数据进行报表、分析和挖掘等操作。
思路 :Hive的作用是对Hadoop平台上的数据进行数据仓库和数据挖掘。它可以提供类似于传统关系型数据库的查询接口,使得用户可以更方便地处理和分析大规模数据集。

6. 如何优化Hive查询性能?

优化Hive查询性能的方法有很多,主要包括:
(1)合理选择表分区键和列簇,以减少数据扫描的范围;
(2)使用合适的压缩算法和索引,以降低数据存储和访问的成本;
(3)合理设置Hive参数,如mapred.map.memory.mb和mapred.reduce.memory.mb等,以提高任务执行效率;
(4)使用预编译语句或UDF(User Defined Function)来减少重复计算;
(5)使用物化视图或聚合表,以减少数据访问的开销。
思路 :优化Hive查询性能的方法主要是通过调整Hive参数、使用合适的数据压缩和索引、合理划分表分区键和列簇、避免重复计算以及使用物化视图或聚合表等方法来提高任务执行效率。

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