2024架构设计师考试典型考题展示试题及答案

2024架构设计师考试典型考题展示试题及答案姓名：____________________

一、多项选择题（每题2分，共20题）

1.架构设计的主要目标是：

A.降低成本

B.提高系统性能

C.保证系统安全性

D.便于系统维护

2.在软件架构设计中，以下哪种模式最适用于降低系统复杂度？

A.管道/过滤器模式

B.工厂方法模式

C.装饰器模式

D.观察者模式

3.以下哪些技术可以提高系统可用性？

A.数据库分片

B.读写分离

C.缓存

D.容灾备份

4.在设计分布式系统时，以下哪种设计模式最适用于处理负载均衡问题？

A.负载均衡器模式

B.轮询模式

C.最小连接数模式

D.源地址散列模式

5.在系统设计中，以下哪种原则最符合“高内聚、低耦合”的要求？

A.单一职责原则

B.开闭原则

C.里氏替换原则

D.依赖倒置原则

6.以下哪些技术可以提高系统可伸缩性？

A.无状态设计

B.异步通信

C.水平扩展

D.垂直扩展

7.在设计高可用性系统时，以下哪些措施可以降低单点故障的风险？

A.多副本存储

B.备份机制

C.自动故障转移

D.高可用性集群

8.以下哪种架构模式适用于处理分布式系统中的数据一致性？

A.最终一致性

B.强一致性

C.一致性哈希

D.分布式锁

9.在系统设计中，以下哪种原则最符合“保持接口的一致性”的要求？

A.单一职责原则

B.开闭原则

C.里氏替换原则

D.依赖倒置原则

10.在设计分布式系统时，以下哪种策略可以降低网络延迟？

A.数据库分片

B.数据库分库

C.负载均衡

D.数据同步

11.在系统设计中，以下哪种设计模式适用于处理业务逻辑复杂度较高的情况？

A.单例模式

B.适配器模式

C.模板方法模式

D.状态模式

12.以下哪种技术可以提高系统容错能力？

A.数据冗余

B.数据备份

C.系统冗余

D.容灾备份

13.在设计高并发系统时，以下哪种设计模式可以降低资源争用？

A.乐观锁

B.悲观锁

C.锁机制

D.事务机制

14.以下哪种技术可以提高系统响应速度？

A.缓存

B.数据压缩

C.数据索引

D.数据缓存

15.在系统设计中，以下哪种原则最符合“模块化”的要求？

A.单一职责原则

B.开闭原则

C.里氏替换原则

D.依赖倒置原则

16.以下哪种设计模式适用于处理并发场景下的资源同步问题？

A.生产者-消费者模式

B.线程池模式

C.事件驱动模式

D.监控模式

17.在设计分布式系统时，以下哪种策略可以降低数据传输延迟？

A.数据分片

B.数据压缩

C.数据索引

D.数据缓存

18.以下哪种技术可以提高系统并发能力？

A.数据库分片

B.数据库分库

C.读写分离

D.数据同步

19.在设计系统架构时，以下哪种原则最符合“简化设计”的要求？

A.单一职责原则

B.开闭原则

C.里氏替换原则

D.依赖倒置原则

20.以下哪种设计模式适用于处理分布式系统中的消息传递？

A.事件驱动模式

B.生产者-消费者模式

C.发布-订阅模式

D.请求-响应模式

二、判断题（每题2分，共10题）

1.架构设计是软件开发过程中的第一步，必须在编码之前完成。（×）

2.设计模式只适用于小规模项目，在大规模项目中不适用。（×）

3.在分布式系统中，数据一致性是首要考虑的问题，可用性可以牺牲。（×）

4.高内聚、低耦合是软件架构设计的基本原则，但两者之间没有必然的联系。（×）

5.在系统设计中，模块化可以提高代码的可重用性和可维护性。（√）

6.在设计高并发系统时，读写分离可以有效地提高系统性能。（√）

7.缓存技术可以提高系统响应速度，但会增加系统复杂度。（√）

8.在分布式系统中，一致性哈希可以解决数据分布不均的问题。（√）

9.系统设计过程中，遵循单一职责原则可以降低模块之间的耦合度。（√）

10.在设计高可用性系统时，冗余设计可以提高系统的容错能力。（√）

三、简答题（每题5分，共4题）

1.简述软件架构设计的主要步骤。

2.解释什么是微服务架构，并列举其优缺点。

3.描述CAP定理，并说明其在分布式系统设计中的应用。

4.简要说明如何进行系统性能优化。

四、论述题（每题10分，共2题）

1.论述在分布式系统中，如何平衡系统的高可用性、高性能和高一致性。

2.结合实际案例，分析在系统设计中如何运用架构模式来提高系统的可维护性和可扩展性。

试卷答案如下

一、多项选择题答案及解析思路

1.ABCD。架构设计的目标通常包括降低成本、提高性能、保证安全性和便于维护。

2.A。管道/过滤器模式通过将数据处理过程分解为多个独立的组件，降低了系统复杂度。

3.ABCD。这些技术都是提高系统可用性的常用方法。

4.D。源地址散列模式可以根据客户端的IP地址进行负载均衡，适用于处理负载均衡问题。

5.D。依赖倒置原则要求高层模块不应该依赖于低层模块，两者都应该依赖于抽象。

6.ABCD。这些技术都是提高系统可伸缩性的常用方法。

7.ABCD。这些措施都是降低单点故障风险的常用方法。

8.A。最终一致性是分布式系统中一种常见的数据一致性策略。

9.B。开闭原则要求软件实体应对扩展开放，对修改封闭。

10.C。负载均衡可以降低网络延迟，提高系统性能。

11.C。模板方法模式适用于处理业务逻辑复杂度较高的情况。

12.ABCD。这些技术都是提高系统容错能力的常用方法。

13.A。乐观锁可以在不锁定资源的情况下，通过版本号或时间戳来处理并发更新。

14.A。缓存可以存储频繁访问的数据，提高系统响应速度。

15.D。依赖倒置原则要求高层模块不应该依赖于低层模块，两者都应该依赖于抽象。

16.A。生产者-消费者模式适用于处理并发场景下的资源同步问题。

17.B。数据压缩可以减少数据传输的体积，降低传输延迟。

18.ABCD。这些技术都是提高系统并发能力的常用方法。

19.D。简化设计原则要求设计应该尽可能简单，避免不必要的复杂性。

20.C。发布-订阅模式适用于处理分布式系统中的消息传递。

二、判断题答案及解析思路

1.×。架构设计是软件开发过程中的关键步骤，但并非必须先于编码完成。

2.×。设计模式适用于各种规模的项目，包括大规模项目。

3.×。在分布式系统中，高可用性、高性能和高一致性通常是同等重要的。

4.×。高内聚、低耦合是软件架构设计的基本原则，两者之间有密切的联系。

5.√。模块化可以提高代码的可重用性和可维护性。

6.√。读写分离可以将读操作和写操作分离到不同的服务器上，提高系统性能。

7.√。缓存技术可以提高系统响应速度，但同时也增加了系统复杂性。

8.√。一致性哈希可以确保数据均匀分布在多个节点上，减少数据迁移。

9.√。单一职责原则可以降低模块之间的耦合度，提高代码质量。

10.√。冗余设计可以通过额外的资源来提高系统的容错能力。

三、简答题答案及解析思路

1.软件架构设计的主要步骤包括需求分析、架构设计、技术选型、系统实现、测试和部署。

2.微服务架构是将大型应用程序拆分为一组小型、独立的服务，每个服务负责特定的业务功能。优点包括提高系统的可维护性、可扩展性和可部署性；缺点包括服务间通信复杂、分布式事务处理困难。

3.CAP定理指出，在分布式系统中，一致性、可用性和分区容错性三者最多只能同时满足两项。在设计分布式系统时，需要根据具体需求权衡这三者之间的关系。

4.系统性能优化可以通过以下方法实现：优化算法、减少资源争用、使用缓存、数据库优化、网络优化等。

四、论述题答案及解析思路

1