2025年软件设计师系统设计真题及答案

2025年软件设计师系统设计练习题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个最符合题意的选项）1.某电商系统采用微服务架构，订单服务需要调用库存服务扣减库存。下列哪种方案最能保证“扣减成功即订单可提交”的强一致性？A.订单服务本地事务内同步调用库存服务，失败即回滚B.订单服务发送扣减消息至消息队列，库存服务异步消费C.订单服务先写本地“预扣”记录，再定时对账校准库存D.订单服务通过Saga模式编排，补偿事务失败时反向冲正答案：A2.在4+1视图模型中，用于描述系统并发与异步组件交互的视图是A.逻辑视图B.进程视图C.开发视图D.物理视图答案：B3.某高并发网关采用Netty，默认使用epoll，当连接数突破80万时CPUsys占用飙升。最可能的原因是A.业务线程池队列满B.开启了TCP_NODELAYC.未启用边缘触发，导致大量就绪通知D.未开启SO_REUSEPORT答案：C4.在领域驱动设计中，值对象（ValueObject）最核心的特征是A.拥有全局唯一标识B.生命周期由仓储管理C.通过属性相等性判断同一性D.必须映射到数据库表主键答案：C5.某系统要求RPO=0、RTO<30秒，同城双活机房相距10km。下列方案最合理的是A.异步复制+冷备B.半同步复制+热备C.同步复制+全自动切换，使用NVMeoF双写D.定期快照+备份磁带答案：C6.以下关于CAP定理的说法，正确的是A.分区容错性在局域网内可忽略B.一旦网络分区，必须在一致性与可用性之间二选一C.放弃一致性后系统一定可获得高可用D.强一致性系统无法做到最终一致性答案：B7.在UML状态机图中，历史状态（HistoryState）的作用是A.记录进入嵌套状态前的全局变量B.返回最近一次离开的组合状态内部子状态C.保存对象在数据库中的快照D.提供状态迁移的守卫条件答案：B8.某服务使用JWT做会话，令牌有效期2小时，用户抱怨频繁重新登录。最安全且体验良好的改进是A.将有效期延长至7天B.使用滑动刷新令牌+安全刷新端点C.把密钥硬编码在客户端D.改用Cookie+Redis集中会话答案：B9.在ISO/IEC25010质量模型中，可移植性子特性不包括A.适应性B.易安装性C.共存性D.易替换性答案：C10.某团队采用契约测试，Provider端契约文件应放在A.仅Provider仓库B.仅Consumer仓库C.独立契约仓库，双端CI均引用D.无需文件，直接通过Mock测试答案：C11.使用SpringCloudGateway时，要限制每个IP每秒最多10次调用，应采用的过滤器是A.AddRequestHeaderB.StripPrefixC.RequestRateLimiterD.Retry答案：C12.在DevOps流水线中，Stage“Bake”通常指A.编译源码B.生成不可变镜像并注入配置C.运行单元测试D.执行混沌工程答案：B13.某系统采用多活架构，数据库使用CRDT实现最终一致。下列数据类型最适合作为CRDT的是A.库存余额B.计数器C.用户密码D.订单状态机答案：B14.以下关于零信任（ZeroTrust）的描述，错误的是A.默认不信任任何网络位置B.每次访问需动态评估身份与上下文C.内网流量可豁免mTLSD.持续监控与最小权限答案：C15.某函数式代码片段：funtransfer(a:Account,b:Account,amt:Int):Pair<Account,Account>若Account为不可变数据结构，该设计体现了A.命令查询职责分离B.共享可变状态C.纯函数与引用透明D.悲观锁答案：C16.在Kubernetes中，Pod中断预算（PDB）的作用是A.限制Pod镜像大小B.保证升级时最少可用副本数C.设置PodDNS策略D.控制Pod调度优先级答案：B17.某系统使用Kafka，消费组重平衡时消费者CPU飙高，最可能触发A.分区数过少B.心跳线程饥饿C.消息体过大D.未开启压缩答案：B18.以下关于HTTP/3的说法，正确的是A.基于TCP+TLS1.3B.使用QUIC传输，天然解决队头阻塞C.强制使用端口443D.不支持服务器推送答案：B19.在威胁建模STRIDE中，Repudiation威胁的缓解策略通常采用A.数字签名+审计日志B.HTTPSC.参数化查询D.最小权限答案：A20.某银行核心系统采用IBMZ主机，需与分布式节点互通，最佳集成协议是A.gRPCoverHTTP/2B.MQSeries+XMLC.RESToverJSOND.COBOLCopybook+Socket答案：B21.在C4模型中，描述“容器”级别的图主要展示A.代码层类关系B.运行时进程/部署单元与通信C.用户与系统交互步骤D.物理机房机柜答案：B22.某服务使用悲观锁“select…forupdate”，高并发下出现大量锁等待，应优先A.升级CPUB.拆分为乐观锁+重试C.增加连接池D.分库分表答案：B23.在DDD分层架构中，领域服务（DomainService）依赖倒置的最佳实践是A.直接调用基础设施层APIB.通过应用层编排C.定义接口，由基础设施层实现D.跳过实体，直接操作DTO答案：C24.某Serverless平台采用Firecracker微虚机，冷启动时延主要消耗在A.下载容器镜像层B.创建微虚机及内核启动C.JVM类加载D.初始化Sidecar代理答案：B25.在ISO26262功能安全标准中，ASILD等级对单点故障度量的要求是A.≥90%B.≥99%C.≥99.9%D.无要求答案：B26.某系统采用蓝绿部署，切换瞬间出现500错误，最可能遗漏了A.健康检查预热B.数据库迁移脚本C.负载均衡权重调整D.灰度流量比例答案：A27.以下关于eBPF技术的描述，错误的是A.可在内核运行沙箱程序B.用于实现高性能网络包过滤C.无需升级内核即可替换系统调用D.依赖LLVM编译后端答案：C28.在响应式宣言中，弹性（Resilience）的核心机制是A.断路器+舱壁隔离B.共享数据库C.同步阻塞调用D.大事务答案：A29.某团队使用GitFlow，hotfix分支应从A.develop检出B.master检出C.feature检出D.release检出答案：B30.在OWASPTop102021中，A02类别是A.注入B.失效的访问控制C.加密失败D.不安全设计答案：C二、案例分析题（共5题，每题20分，共100分）【案例1】某跨境电商平台日均订单量500万，峰值QPS8万，业务模块包括商品、库存、营销、订单、支付、物流。现有架构为单体Java应用+MySQL主从，面临大促崩溃、发布回滚慢、库存超卖等问题。问题：1.请给出微服务拆分原则，并列出拆分后的核心服务及边界。（6分）2.针对库存超卖，设计一种高并发扣减方案，要求支持分仓、可回滚、RPO=0。（8分）3.画出新架构的物理部署图，标注同城双活、消息队列、缓存、观测平台。（6分）答案：1.拆分原则：按领域边界、限界上下文、数据隔离、团队自治、业务变更频率。核心服务：商品目录服务、价格营销服务、库存服务、订单服务、支付服务、履约物流服务。库存服务独立数据库，避免跨服务事务。2.方案：a.库存服务维护“可售库存”行记录，采用乐观锁（version字段）。b.订单服务在本地事务插入“预扣”记录，发送“库存扣减”事件至RocketMQ事务消息，事务监听器回调检查预扣是否存在，存在则执行update库存表version+1whereversion=oldandavailable>0；若更新行数=0则回滚预扣。c.采用同步双写NVMeoF，主库提交后异步线程阻塞等待备库ACK，保证RPO=0。d.分仓维度使用拆分表+分库分片键warehouse_id，热点仓使用Redis分片锁降低冲突。3.物理部署图：同城机房A/B，每层双活。LVS→HAProxy→API网关集群（KubernetesPod，双机房均等副本）。库存服务Pod连接本机房MySQL主，跨机房通过MGR组复制。RocketMQ双机房各建Broker组，采用同步双写+DLedger。RedisCluster跨机房双活，使用Redlock防止脑裂。Prometheus+ThanosSidecar统一观测，Grafana双机房只读副本。【案例2】某视频直播平台采用WebRTC实现超低延迟，观众端偶现花屏、卡顿。日志显示NACK重传率15%，RTT均值90ms，丢包率2%。问题：1.分析花屏根因，并给出诊断步骤。（6分）2.设计一套QoE优化方案，目标将卡顿率降至1%以下。（8分）3.说明如何在边缘节点实现快速调度，保证主播上行链路稳定。（6分）答案：1.根因：丢包导致视频帧参考帧丢失，解码错误扩散。诊断：a.抓包分析RTP序号连续性，计算丢包突发长度。b.检查JitterBuffer延迟设置，若<120ms则易溢出。c.对比接收端与发送端码率，确认是否触发GCC降码率。2.优化：a.启用FEC前向纠错，冗余度10%，对I帧采用重传+FEC双保险。b.动态调整JitterBuffer：丢包>1%时步进+20ms，上限300ms。c.采用SVC分层编码，网络恶化时丢弃高层，保障基础层。d.边缘节点启用ARQ+本地重传缓存，缓存最近300msRTP包。e.观众端启用秒开缓存，首帧渲染<200ms。3.边缘调度：a.主播上行探测5个最近边缘节点，选RTT最小且丢包<0.5%的节点。b.采用Anycast+BGP收敛，故障30s内切换。c.节点间通过QUIC隧道级联，动态调整路由权重。【案例3】某金融公司计划上线智能投顾系统，需满足《资管新规》适当性要求，模型每日调仓，涉及用户风险等级、资产画像、组合回测。问题：1.给出系统总体技术架构，重点说明模型服务与交易服务的解耦方式。（6分）2.针对模型灰度发布，设计可回滚的实验方案，要求支持用户维度分流。（8分）3.说明如何满足监管审计留痕，并保证模型可解释性。（6分）答案：1.架构：用户层→APP/PC→API网关→微服务（用户画像、风险问卷、组合引擎、模型推理、订单、行情、合规审计）。模型服务独立K8s集群，通过gRPC暴露predict()接口，事件源采用KafkaTopic：model_decision。交易服务订阅该Topic，收到信号后调用券商OMS，实现解耦。2.灰度：a.配置中心Apollo维护实验参数：model_version、traffic_percent、white_list。b.用户ID哈希到桶[0,999]，桶号<traffic_percent10则路由至新模型。c.模型服务双版本并行，旧版本v1与新版本v2分别部署Deployment，通过ArgoRollout按Prometheus指标（夏普比率下降>5%）自动回滚。d.若触发回滚，Kafkaconsumer重置offset至上一交易日收盘位，重放交易指令。3.审计：a.模型输入、输出、特征重要性写入MongoDBcappedcollection，TTL10年。b.采用SHAP值生成可解释报告，PDF加密上传至合规对象存储。c.提供监管API：/audit/trade/{user_id}，返回决策链路与模型版本哈希。【案例4】某市政府“一网通办”系统需整合50个局委办，涉及人口、法人、电子证照、事项办理。各局数据标准不一，网络环境复杂，部分系统仅支持FTP上报。问题：1.设计数据交换总体方案，解决异构、实时、安全要求。（6分）2.给出主数据管理（MDM）策略，确保法人主数据唯一、可信。（8分）3.说明如何通过零信任架构保障API安全。（6分）答案：1.方案：a.建立市大数据中枢，采用“逻辑集中、物理分布”模式。b.提供三种接入：API（REST/gRPC）、消息（Kafka）、文件（SFTP→MinIO）。c.使用DataWorks做ETL，字段级血缘，支持实时CDC（Debezium）。d.数据脱敏：身份证、手机号采用FPE保留格式加密。2.MDM：a.法人主数据采用GoldenRecord，识别码统一为社会信用代码。b.建立置信度权重：市场监管局(0.4)、税务局(0.3)、编办(0.2)、其他(0.1)。c.冲突解决：属性级投票+人工审核，记录审计日志。d.每日运行Spark作业比对增量，发现重复调用Saga流程合并。3.零信任：a.所有API通过Istio入口网关，强制mTLS，证书短周期（24h）。b.OPA+JWT做细粒度授权，策略例：事项编码+局委办代码+用户角色。c.持续评分：结合UEBA，异常调用频率>基线3倍则触发动态降权。【案例5】某车企研发L3级自动驾驶，需在车辆端运行感知融合、路径规划算法，云端负责OTA、高精地图更新、模型训练。问题：1.给出车云协同架构，重点说明数据闭环流程。（6分）2.车端ECU资源受限，如何优化模型推理时延<100ms。（8分）3.说明功能安全ISO26262在系统中的落地要点。（6分）答案：1.架构：车端：MCU+SOC双芯片，SOC运行ROS2+AutoSARAdaptive，感知YOLOv8剪枝后TensorRT推理。4G/5GTBox上传脱敏数据（目标框、轨迹、CAN信号），Kafka→HDFS→S