2024年系统架构设计师考试常见问题试题及答案

2024年系统架构设计师考试常见问题试题及答案姓名：____________________

一、多项选择题（每题2分，共20题）

1.以下哪些技术属于云计算的核心技术？

A.虚拟化技术

B.分布式存储技术

C.云服务模型

D.网络技术

2.以下哪些是系统架构设计中的非功能性需求？

A.性能需求

B.可用性需求

C.安全性需求

D.可维护性需求

3.在分布式系统中，以下哪些是常见的分布式协调机制？

A.ZooKeeper

B.Redis

C.Consul

D.etcd

4.以下哪些是微服务架构的优势？

A.易于扩展

B.独立部署

C.高内聚、低耦合

D.代码重用

5.以下哪些是容器技术的主要特点？

A.轻量级

B.可移植性

C.高效性

D.自动化部署

6.在设计数据库架构时，以下哪些是常见的数据库类型？

A.关系型数据库

B.非关系型数据库

C.分布式数据库

D.内存数据库

7.以下哪些是系统架构设计中的常见设计模式？

A.单例模式

B.工厂模式

C.观察者模式

D.责任链模式

8.以下哪些是云计算中的三种服务模型？

A.IaaS

B.PaaS

C.SaaS

D.DaaS

9.以下哪些是系统架构设计中的常见性能优化策略？

A.缓存技术

B.异步处理

C.数据库优化

D.网络优化

10.以下哪些是系统架构设计中的常见安全性设计原则？

A.最小权限原则

B.隔离原则

C.审计原则

D.防火墙原则

11.以下哪些是系统架构设计中的常见高可用性设计策略？

A.数据备份

B.系统冗余

C.负载均衡

D.自动故障转移

12.以下哪些是系统架构设计中的常见容灾设计策略？

A.数据备份

B.系统冗余

C.灾难恢复

D.负载均衡

13.以下哪些是系统架构设计中的常见可扩展性设计策略？

A.水平扩展

B.垂直扩展

C.弹性伸缩

D.负载均衡

14.以下哪些是系统架构设计中的常见性能监控指标？

A.响应时间

B.吞吐量

C.错误率

D.资源利用率

15.以下哪些是系统架构设计中的常见安全性威胁？

A.SQL注入

B.跨站脚本攻击

C.拒绝服务攻击

D.数据泄露

16.以下哪些是系统架构设计中的常见容灾设计原则？

A.数据一致性

B.系统冗余

C.灾难恢复

D.负载均衡

17.以下哪些是系统架构设计中的常见可维护性设计原则？

A.代码复用

B.设计模式

C.文档规范

D.代码质量

18.以下哪些是系统架构设计中的常见高可用性设计原则？

A.数据备份

B.系统冗余

C.负载均衡

D.自动故障转移

19.以下哪些是系统架构设计中的常见可扩展性设计原则？

A.水平扩展

B.垂直扩展

C.弹性伸缩

D.负载均衡

20.以下哪些是系统架构设计中的常见性能优化原则？

A.缓存技术

B.异步处理

C.数据库优化

D.网络优化

二、判断题（每题2分，共10题）

1.在微服务架构中，每个服务都应该是一个独立的、可部署的单元。（正确）

2.分布式系统的设计目标是实现完全的透明性，使得用户无法感知到系统的分布式特性。（错误）

3.容器技术可以提高应用程序的部署速度和可移植性，但不会影响应用程序的性能。（错误）

4.关系型数据库比非关系型数据库更适合处理大规模的实时数据查询。（错误）

5.系统架构设计中的高内聚、低耦合原则意味着组件之间应该尽可能独立，减少依赖关系。（正确）

6.在进行系统架构设计时，应该优先考虑性能优化，而忽略安全性。（错误）

7.系统架构设计中的高可用性设计原则要求系统在任何情况下都能保持正常运行，包括硬件故障和软件错误。（正确）

8.容灾设计的主要目的是为了在主系统发生故障时，能够快速切换到备用系统，保证业务连续性。（正确）

9.在进行系统架构设计时，应该尽量减少组件之间的通信，以降低系统复杂度。（正确）

10.系统架构设计中的性能监控指标主要包括响应时间、吞吐量和资源利用率等。（正确）

三、简答题（每题5分，共4题）

1.简述微服务架构的特点及其优缺点。

2.解释什么是CAP定理，并说明在系统设计时如何权衡一致性、可用性和分区容错性。

3.描述负载均衡在系统架构设计中的作用及其常见的负载均衡策略。

4.说明分布式数据库与传统数据库在架构设计上的主要区别。

四、论述题（每题10分，共2题）

1.论述在系统架构设计中，如何平衡系统的高可用性、高性能和可扩展性。

在系统架构设计中，高可用性、高性能和可扩展性是三个相互关联但又可能存在冲突的需求。高可用性要求系统在遇到故障时能够快速恢复，保证服务的持续可用；高性能要求系统能够快速响应用户请求，提供优质的服务体验；可扩展性要求系统能够随着业务的发展而灵活扩展。以下是一些平衡这些需求的策略：

-使用微服务架构，将系统拆分为多个独立的服务，每个服务负责特定的功能，这样可以实现服务的独立扩展和故障隔离。

-引入负载均衡技术，将请求分配到多个节点，提高系统的处理能力和响应速度。

-采用冗余设计，如数据备份、硬件冗余等，以减少单点故障对系统可用性的影响。

-利用缓存技术，减少对后端服务的依赖，提高系统的响应速度。

-通过自动化部署和监控，及时发现并处理系统中的问题，保证系统的稳定运行。

-在设计数据库架构时，选择合适的数据库类型和设计模式，以适应不同的性能和扩展需求。

2.论述在分布式系统中，如何实现数据的最终一致性。

在分布式系统中，由于网络延迟、系统故障等原因，数据的一致性问题一直是架构设计中的重要挑战。实现数据的最终一致性通常需要以下几种策略：

-使用分布式事务管理，如两阶段提交（2PC）或三阶段提交（3PC），确保事务的原子性。

-采用发布/订阅模式，通过消息队列保证数据在不同服务之间的同步。

-利用事件溯源（EventSourcing）和CQRS（CommandQueryResponsibilitySegregation）模式，将数据变更和查询分离，通过事件记录保证数据的一致性。

-实现分布式锁或乐观锁，避免并发操作导致的数据不一致。

-使用一致性哈希算法，优化数据分布，减少数据迁移和冲突。

-在系统设计时，考虑数据的分区和复制策略，以适应高可用性和可扩展性的需求。

-定期进行数据同步和校验，确保数据的准确性。

试卷答案如下：

一、多项选择题答案：

1.ABCD

2.ABCD

3.ABCD

4.ABCD

5.ABCD

6.ABCD

7.ABCD

8.ABC

9.ABCD

10.ABCD

11.ABCD

12.ABCD

13.ABCD

14.ABCD

15.ABCD

16.ABCD

17.ABCD

18.ABCD

19.ABCD

20.ABCD

二、判断题答案：

1.正确

2.错误

3.错误

4.错误

5.正确

6.错误

7.正确

8.正确

9.正确

10.正确

三、简答题答案：

1.微服务架构的特点及其优缺点：

特点：独立部署、易于扩展、高内聚、低耦合、服务自治。

优点：提高开发效率、易于维护、灵活部署、服务解耦。

缺点：系统复杂性增加、服务间通信开销、分布式系统一致性挑战。

2.解释什么是CAP定理，并说明在系统设计时如何权衡一致性、可用性和分区容错性：

CAP定理指出，在分布式系统中，一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（Partitiontolerance）三者最多只能同时满足两项。

系统设计时权衡策略：

-在高可用性和分区容错性之间权衡，牺牲一致性实现快速响应。

-在一致性和分区容错性之间权衡，牺牲可用性保证数据一致性。

-在一致性和可用性之间权衡，牺牲分区容错性实现数据一致性。

3.描述负载均衡在系统架构设计中的作用及其常见的负载均衡策略：

作用：提高系统吞吐量、优化资源利用率、提高系统可用性。

策略