2025上半年系统架构设计师《综合知识》考试真题及答案

2025上半年系统架构设计师《综合知识》考试练习题及答案一、计算机系统基础与体系结构1.某16位定长指令集采用扩展操作码，若三地址指令15条、二地址指令20条、一地址指令30条，则零地址指令最多可设计多少条？答案：512条。解析：16位指令字，设地址字段各占4位，则三地址操作码4位，15条占0000~1110，剩余1111作扩展；二地址再用4位，20条需5位，取11110000~111110011，剩余11111010~11111111共6个编码；一地址再扩展6位，30条需5位，取1111101000000~1111101011101，剩余1111101011110~1111111111111共66个编码；零地址再用剩余10位，可再扩展1024条，但受总编码空间限制，经精确计算得512条。2.某五级流水线处理器，分支指令在译码段（第2段）计算目标地址，在执行段（第3段）得到条件。若采用“分支延迟槽”技术，延迟槽长度为1，则分支损失至少为多少周期？答案：1周期。解析：延迟槽可填充有效指令，使下一条指令必执行，故损失仅1周期。3.某Cache采用4路组相联，块大小64B，容量128KB，主存地址32位，则其索引字段位数为多少？答案：9位。解析：128KB÷(4×64B)=512组，512=2^9。4.某RAID5阵列含8块磁盘，每块4TB，有效数据容量为多少？答案：28TB。解析：RAID5损失1块盘做校验，7×4TB=28TB。5.某NUMA系统有4节点，每节点8核，内存访问本地延迟40ns，远程120ns。若某线程随机访问，本地命中概率0.7，则平均访存延迟为多少？答案：64ns。解析：0.7×40+0.3×120=64ns。6.某RISCV处理器支持RV64GC，其CSR寄存器mstatus中“FS”字段为01表示什么状态？答案：浮点单元已使能但上下文未脏。解析：按RISCV特权规范，FS=01为Initial。7.某服务器采用ECCDDR4，可纠正1位错、检测2位错。若单比特软错误率为10^14/bit/h，内存容量256GB，则约多少小时出现一次不可检测的多位错？答案：约4.5×10^7小时。解析：256GB=2.15×10^12bit，双错概率C(n,2)×(10^14)^2≈2.3×10^16/h，倒数得4.5×10^7h。8.某处理器支持SMT，每核2线程，IPC峰值4。若某应用单线程IPC为1.2，则双线程同时运行时，总IPC最接近多少？答案：约2.1。解析：SMT共享前端，提升约75%，1.2×1.75≈2.1。9.某GPU有64SM，每SM128CUDA核，峰值频率1.8GHz，单精度FMA吞吐为多少TFLOPS？答案：29.5TFLOPS。解析：64×128×1.8×2(FMA)×2(乘加)=29.5×10^12。10.某Chiplet系统采用2.5D中介层，互连线长5mm，信号速率8GT/s，若采用NRZ，则所需通道带宽为多少GHz？答案：8GHz。解析：NRZ1bps/Hz，8GT/s=8GHz。二、操作系统与虚拟化11.Linux内核CFS调度器中，若某进程权重weight=1024，虚拟时间计算公式为vruntime=实际时间×1024/weight，则其含义为？答案：保证虚拟时间与权重成反比，实现公平。解析：CFS用红黑树按vruntime调度，权重越大vruntime增长越慢，CPU时间越多。12.某KVM虚拟机使用virtioblk，若采用io_uring后端，则相比传统virtqueue，下列哪项提升最显著？答案：系统调用次数减少。解析：io_uring批处理系统调用，减少用户/内核切换。13.某容器采用usernamespace映射，宿主机UID1000映射为容器内UID0，则其在宿主机上执行setuid(0)实际有效UID为？答案：1000。解析：setuid只改变容器内视角，宿主机仍受映射限制。14.某系统采用memorycgroup，限制为1GB，匿名页占用800MB，cache300MB，触发回收时，内核优先回收哪类页？答案：cache页。解析：回收算法优先回收不活跃cache，匿名页需swap才回收。15.某ARM服务器采用PASID扩展，为进程分配PASID0x1234，则其用途为？答案：标识共享页表进程的TLB项，防止混淆。解析：PASIDtaggedTLB支持SMMU细粒度隔离。16.某系统使用zswap，写回阈值为80%，若压缩率50%，则实际内存节省比例为？答案：约37.5%。解析：设原始页1，压缩后0.5，80%写回，剩余20%×0.5=0.1，节省10.1=0.9，但需扣除元数据，综合约37.5%。17.某实时进程采用SCHED_FIFO，优先级50，则其调度策略为？答案：先进先出，同优先级不抢占，直到主动让出。解析：RT规范。18.某系统启用KSM，合并后节省2GB，若页大小4KB，哈希表开销1%，则实际节省物理内存约？答案：约1980MB。解析：2GB2GB×1%=1980MB。19.某虚拟机采用SRIOV，VF驱动直接绑定，则其I/O路径跳过哪一层？答案：宿主机内核网络栈。解析：VF直通，数据包直接DMA到Guest。20.某系统使用eBPF做网络过滤，程序类型为BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS，则其挂载点为？答案：TC（trafficcontrol）cls_bpf。解析：tceBPF在ingress/egress钩子。三、数据库与存储系统21.某分布式数据库采用Raft，5节点，写请求需多数派，若Leader与FollowerRTT为10ms，则一次写延迟至少为？答案：20ms。解析：需两跳RTT：Propose→Append→Commit。22.某MySQL8.0表采用InnoDB，二级索引叶节点存储主键值，若主键8B，二级索引键24B，指针6B，则索引放大系数约为？答案：1.5。解析：叶节点额外存8B主键，24+6+8=38B，原24+6=30B，38/30≈1.5。23.某LSMTree存储，Level0SST文件最多4个，每文件1MB，触发合并到Level1，Level1大小10MB，则写放大约为？答案：11。解析：Level0→Level1重写到Level1，再后续合并，平均约11倍。24.某分布式事务采用2PC，协调者日志刷盘耗时2ms，参与者刷盘3ms，网络RTT1ms，则提交延迟至少为？答案：6ms。解析：Prepare→参与者刷盘3ms→Vote→协调者刷盘2ms→Commit→通知1ms，共6ms。25.某MongoDB分片集群，块大小64MB，数据量1TB，均衡器迁移阈值为2，则约有多少个Chunk？答案：约16384。解析：1TB/64MB=16384。26.某PostgreSQL采用Btree索引，选择性10%，估算返回行数1000，则优化器采用哪种代价模型？答案：索引扫描+堆获取，CPU+IO代价求和。解析：基于代价，C=pages×seq_page_cost+tuples×cpu_tuple_cost。27.某Ceph集群，副本数3，CRUSH规则failuredomain=host，若新增1台服务器，则数据重平衡量约为？答案：33%。解析：新增1台，平均1/3数据需迁移。28.某时序数据库采用列式压缩，时间列DeltaofDelta编码，压缩率可达？答案：小于0.1bit/value。解析：规律时间戳压缩极高。29.某SQL执行计划出现NestedLoop，外表100行，内表10000行，无索引，则复杂度为？答案：O(100×10000)=10^6。解析：全扫描内表。30.某NewSQL采用Percolator模型，提交时需获取TimestampOracle，若TSORTT0.5ms，则每事务额外延迟？答案：0.5ms。解析：需一次TSO调用。四、系统安全与可靠性31.某TEE基于IntelSGX，Enclave内存加密采用AES128，计数器模式，则每64Bcacheline附加元数据大小为？答案：16B。解析：MAC8B+计数器8B。32.某系统采用OAuth2.0授权码模式，若授权服务器返回code长度为128B，则其安全强度相当于多少位随机数？答案：约192bit。解析：Base64url128B→96B二进制，熵192bit。33.某TLS1.3握手，采用ECDHEP256+AESGCM128，则一次完整握手消息总大小约为？答案：约1100B。解析：证书链+密钥共享约1100B。34.某零信任架构，采用SPIFFEID，格式为spiffe://trustdomain/path，则path最大长度限制为？答案：1024B。解析：SPIFFE规范。35.某系统采用ChaosEngineering，注入磁盘延迟100ms，持续5min，则实验类型为？答案：时间型故障注入。解析：延迟属时间维度。36.某区块链采用PBFT，视图变更需收集2f+1个VIEWCHANGE，若总节点N=3f+1=10，则f为？答案：3。解析：N=3f+1→f=3。37.某密码模块达到FIPS1403Level3，则其物理防护需支持？答案：篡改检测与响应、身份认证、关键安全参数清零。解析：Level3要求。38.某系统采用MerkleTree审计日志，叶节点哈希SHA256，树高20，则根哈希大小为？答案：32B。解析：SHA256输出32B。39.某APT攻击采用LivingofftheLand，利用powershell下载cradle，则检测重点为？答案：进程链与命令行参数。解析：无文件攻击，靠行为。40.某云采用ConfidentialVM，基于SEVES，则内存完整性由谁保证？答案：AMD安全处理器固件。解析：SEVES提供内存加密与完整性。五、软件工程与架构设计41.某微服务采用DDD，限界上下文划分依据为？答案：统一语言与业务边界。解析：DDD核心。42.某系统采用CQRS，读模型存储为ElasticSearch，写模型为PostgreSQL，则最终一致性可通过哪种机制实现？答案：DomainEvent+EventHandler。解析：事件驱动同步。43.某API采用GraphQL，若查询嵌套层级过深，则最易受哪种攻击？答案：DoS查询复杂度攻击。解析：深度嵌套耗尽CPU。44.某Serverless平台，冷启动耗时800ms，若采用ProvisionedConcurrency，则成本增加约？答案：约1.5倍。解析：保持实例常驻，计费倍率约1.5。45.某系统采用Canary发布，流量比例5%，若错误率升高2%，则需多久回滚？答案：立即自动回滚。解析：Canary策略阈值。46.某架构采用Sidecar模式，Envoy代理占用内存50MB，若部署1000Pod，则额外内存开销为？答案：约50GB。解析：1000×50MB=50GB。47.某系统采用EventSourcing，事件存储为Kafka，保留7天，则快照间隔由什么决定？答案：重放耗时与存储成本权衡。解析：快照减少重放。48.某中台战略中，业务中台与数据中台最大差异为？答案：业务中台封装业务逻辑，数据中台封装数据资产。解析：定义差异。49.某系统采用BFF模式，为移动端与Web端分别提供API，则其拆分原则为？答案：按前端体验与交互聚合并裁剪。解析：BFF核心。50.某架构评审采用ATAM，其首要输出为？答案：质量属性效用树与风险主题。解析：ATAM步骤。51.某系统采用Dapr构建块，状态管理默认一致性为？答案：最终一致性。解析：Dapr规范。52.某低代码平台生成代码基于元模型，若元模型变更，则升级策略为？答案：蓝绿部署+数据迁移脚本。解析：保证零停机。53.某系统采用ServiceMesh，Istio版本1.18，则数据面代理协议为？答案：EnvoyxDSv3。解析：Istio1.18默认。54.某架构采用多活数据中心，RPO=0，RTO<30s，则最依赖？答案：同步复制+全局负载均衡。解析：同步保证RPO=0。55.某系统采用契约测试，Provider端使用SpringCloudContract，则生成什么类型文件？答案：GroovyDSL或YAML契约。解析：框架规范。56.某系统性能测试，90%响应时间500ms，若样本量10000，则需多少样本才能将置信区间缩小一半？答案：40000。解析：置信区间与√n成反比，4倍样本。57.某系统采用领域事件，事件名采用过去式，如“OrderPlaced”，则其命名规范遵循？答案：事件溯源语义。解析：过去式表已发生。58.某系统采用C4模型，Context图主要描述？答案：系统与外部参与者关系。解析：C4第一层。59.某系统采用API网关，限流算法为令牌桶，容量100，速率10/s，则突发最大请求为？答案：100。解析：桶容量即突发。60.某系统采用云原生成本优化，Spot实例占比70%，若平均回收率5%，则需？答案：快速自动漂移与状态持久化。解析：Spot不稳定。六、分布式与云原生61.某Kubernetes集群，Pod使用EmptyDir，介质为Memory，则节点内存如何计算？答案：计入Podrequests与节点可分配内存。解析：EmptyDir内存tmpfs占用。62.某服务网格采用mTLS，证书有效期24h，自动轮转，则Envoy热更新证书采用？答案：SDS（SecretDiscoveryService）。解析：无中断。63.某系统采用Operator模式，CRD字段version=v1beta1，升级为v1，则策略为？答案：多版本存储+转换Webhook。解析：Kube版本兼容。64.某集群采用ClusterAutoscaler，缩容阈值50%，若节点利用率40%持续10min，则？答案：触发缩容模拟。解析：默认10min。65.某Prometheus查询rate(http_requests_total[5m])，则计算间隔为？答案：5分钟滑动窗口。解析：rangevector。66.某系统采用HelmChart，子Chart通过什么机制传递值？答案：global与values.yaml嵌套。解析：Helm依赖。67.某Serverless平台，并发度1000，若每实例QPS10，则需实例？答案：100。解析：1000/10=100。68.某系统采用Istio出口流量限制，需定义？答案：EnvoyFilter+EgressGateway。解析：Istio出口控制。69.某集群采用Cilium，eBPF程序挂载点tcegress，则用于？答案：Pod出口网络策略执行。解析：Ciliumdatapath。70.某系统采用OpenTelemetry，SpanContex