系统架构设计师考试案例分析题及答案

系统架构设计师考试案例分析题及答案姓名：____________________

一、多项选择题（每题2分，共20题）

1.下列关于系统架构设计原则的说法，正确的是（）

A.分层设计

B.面向对象设计

C.单一职责原则

D.开放封闭原则

2.在系统架构设计中，以下哪项不属于非功能性需求（）

A.性能

B.可用性

C.可维护性

D.硬件配置

3.以下哪种技术可以实现分布式系统的数据一致性（）

A.分布式事务

B.分布式锁

C.分布式缓存

D.分布式消息队列

4.在微服务架构中，以下哪项不是微服务的特点（）

A.松耦合

B.基于事件驱动

C.单一职责

D.高内聚

5.以下哪种技术可以实现服务注册与发现（）

A.Eureka

B.ZooKeeper

C.Consul

D.Nginx

6.在系统架构设计中，以下哪种技术可以实现负载均衡（）

A.Nginx

B.HAProxy

C.LVS

D.F5

7.以下哪项不是系统架构设计中的数据一致性解决方案（）

A.强一致性

B.弱一致性

C.最终一致性

D.分布式一致性

8.在分布式系统中，以下哪种技术可以实现数据分片（）

A.分区

B.分片

C.分布式缓存

D.分布式消息队列

9.以下哪种技术可以实现分布式事务（）

A.XA协议

B.Saga

C.TCC

D.两阶段提交

10.在系统架构设计中，以下哪种技术可以实现服务熔断（）

A.Hystrix

B.Resilience4j

C.Sentinel

D.Ribbon

11.以下哪种技术可以实现分布式锁（）

A.Redisson

B.ZooKeeper

C.Etcd

D.ConsistentHash

12.在系统架构设计中，以下哪种技术可以实现分布式消息队列（）

A.RabbitMQ

B.Kafka

C.RocketMQ

D.ActiveMQ

13.以下哪种技术可以实现分布式缓存（）

A.Redis

B.Memcached

C.Ehcache

D.Hazelcast

14.在系统架构设计中，以下哪种技术可以实现服务网关（）

A.Zuul

B.Kong

C.Nginx

D.HAProxy

15.以下哪种技术可以实现服务熔断与限流（）

A.Hystrix

B.Resilience4j

C.Sentinel

D.Ribbon

16.在系统架构设计中，以下哪种技术可以实现分布式配置中心（）

A.SpringCloudConfig

B.Apollo

C.Nacos

D.Consul

17.以下哪种技术可以实现分布式搜索引擎（）

A.Elasticsearch

B.Solr

C.ApacheLucene

D.Logstash

18.在系统架构设计中，以下哪种技术可以实现分布式文件系统（）

A.HDFS

B.Ceph

C.GlusterFS

D.MinIO

19.以下哪种技术可以实现分布式数据库（）

A.TiDB

B.MySQLCluster

C.PostgreSQL

D.MongoDB

20.在系统架构设计中，以下哪种技术可以实现分布式监控（）

A.Prometheus

B.Grafana

C.Zabbix

D.Nagios

二、判断题（每题2分，共10题）

1.在系统架构设计中，单点故障是指系统中的某个组件出现故障导致整个系统无法正常运行。（）

2.微服务架构中的服务之间可以通过HTTP/HTTPS、gRPC、RabbitMQ等通信方式相互通信。（）

3.分布式系统中的数据一致性是指所有节点上的数据完全一致。（）

4.负载均衡技术可以提高系统的可用性和性能。（）

5.分布式缓存可以提高系统的读性能和降低数据库的压力。（）

6.服务熔断和限流都是为了防止系统过载而采取的措施。（）

7.分布式消息队列可以保证消息的顺序性和可靠性。（）

8.分布式搜索引擎可以提高系统对大规模数据的搜索能力。（）

9.分布式文件系统可以提高数据存储的可靠性和扩展性。（）

10.分布式监控可以帮助系统管理员及时发现系统问题并进行处理。（）

三、简答题（每题5分，共4题）

1.简述系统架构设计中的分层架构模式及其优缺点。

2.解释微服务架构中的服务拆分原则，并说明如何进行合理的拆分。

3.描述分布式系统中的CAP定理，并说明在分布式系统中如何权衡一致性、可用性和分区容错性。

4.阐述系统架构设计中的容错机制，包括常见的容错技术和方法。

四、论述题（每题10分，共2题）

1.论述在云计算环境下，如何设计一个高可用、高性能、可扩展的分布式系统架构。请结合实际案例，说明在设计过程中需要考虑的关键因素和解决方案。

2.针对现代企业级应用，探讨微服务架构与传统的单体架构在系统设计、开发、部署和维护方面的差异。分析微服务架构的优势和挑战，并给出相应的应对策略。

试卷答案如下

一、多项选择题（每题2分，共20题）

1.ABCD

2.D

3.AC

4.D

5.ABC

6.ABC

7.D

8.A

9.ABC

10.ABCD

11.ABC

12.ABC

13.A

14.ABC

15.ABC

16.ABC

17.AB

18.ABC

19.ABC

20.ABC

二、判断题（每题2分，共10题）

1.√

2.√

3.×

4.√

5.√

6.√

7.√

8.√

9.√

10.√

三、简答题（每题5分，共4题）

1.分层架构模式将系统分为表示层、业务逻辑层和数据访问层。优点包括：层次清晰、易于维护、可扩展性好。缺点包括：层与层之间耦合度高、维护成本较高。

2.服务拆分原则包括：高内聚、低耦合、单一职责、可复用性、可测试性。合理的拆分方法包括：根据业务功能拆分、根据数据模型拆分、根据技术特性拆分。

3.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。设计时需根据具体业务需求权衡。

4.容错机制包括：故障检测、自动恢复、冗余设计、故障转移。常见技术包括：心跳检测、故障转移、负载均衡、数据备份。

四、论述题（每题10分，共2题）

1.在云计算环境下，设计高可用、高性能、可扩展的分布式系统架构需要考虑以下关键因素：

-弹性伸缩：根据负载自动调整资源，如使用容器编排工具。

-高可用性：通过冗余设计、故障转移、负载均衡等技术确保系统的高可用性。

-分布式存储：使用分布式数据库、文件系统等确保数据的可靠性和一致性。

-监控与告警：实时监控系统状态，及时处理故障。

-安全性：确保数据传输和存储的安全性。

2.微服务架构与传统的单体架构在系统设计、开发、部署和维护方面的差异：

-设计：微服务架构强调服务的独立性和松耦合，单体架构则更注重整体性。

-开发：微服务架构允许并行开发，而单体架构需要顺序开