2025年上半年软件设计师考试试题计答案

2025年上半年软件设计师考试试题计答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在面向对象设计中，下列哪一项最能体现“开闭原则”的核心思想？A.对扩展开放，对修改关闭B.对扩展关闭，对修改开放C.对继承开放，对封装关闭D.对多态开放，对抽象关闭答案：A2.某系统采用微服务架构，服务间通过RESTful接口通信。下列HTTP状态码中，最适合表示“请求参数合法但业务规则不允许”的场景是：A.200OKB.400BadRequestC.409ConflictD.422UnprocessableEntity答案：D3.在Linux系统中，使用strace跟踪进程时，若希望仅记录与网络相关的系统调用，应使用的参数组合是：A.etrace=networkB.etrace=fileC.fFD.pc答案：A4.某关系模式R(A,B,C,D,E,F)的函数依赖集F={AB→C,C→D,D→EF}，则R的候选键为：A.ABB.ACC.BCD.AD答案：A5.在IPv6地址中，前缀2001:db8::/32被保留用于：A.6to4隧道B.文档与示例C.链路本地通信D.唯一本地地址答案：B6.下列关于敏捷开发中“用户故事”的描述，错误的是：A.必须包含验收标准B.应由产品经理单独编写C.通常采用“作为……，我希望……，以便……”格式D.可拆分为更小的可交付单元答案：B7.在SpringBoot中，若希望禁用SpringSecurity的自动配置，应使用的排除注解是：A.@EnableWebSecurityB.@SpringBootApplication(exclude={SecurityAutoConfiguration.class})C.@ComponentScanD.@Profile答案：B8.某二叉树的后序遍历序列为DEBFCA，中序遍历序列为DBEAFC，则其前序遍历序列为：A.ABDECFB.ABCDEFC.ABDCEFD.ADBECF答案：A9.在TCP拥塞控制中，当发送方收到三个重复ACK时，拥塞窗口cwnd的变化策略是：A.置为1，进入慢开始B.置为ssthresh，进入拥塞避免C.置为ssthresh的一半，进入快速恢复D.保持不变答案：C10.下列关于C语言中volatile关键字的叙述，正确的是：A.保证变量操作原子性B.禁止编译器对变量进行寄存器优化C.确保线程安全D.强制使用内存屏障答案：B11.在UML用例图中，用例之间的关系“<<include>>”表示：A.扩展关系B.包含关系C.泛化关系D.依赖关系答案：B12.某系统采用RAID5，磁盘数为5，单盘容量为4TB，则可用存储容量为：A.16TBB.20TBC.12TBD.15TB答案：A13.在Python3中，执行下列代码后，输出结果为：```pythondeffoo(x=[]):x.append(1)returnxprint(foo(),foo())```A.[1][1]B.[1][1,1]C.[1,1][1,1]D.[][]答案：B14.在软件测试中，判定覆盖（DecisionCoverage）要求：A.每个判定的所有可能结果至少执行一次B.每条语句至少执行一次C.每个条件的所有可能结果至少执行一次D.每条路径至少执行一次答案：A15.在Git中，命令gitresethardHEAD~3的作用是：A.回退到前三个提交，并保留工作区改动B.回退到前三个提交，并丢弃工作区与暂存区改动C.仅回退暂存区，不影响工作区D.创建一个新分支答案：B16.在操作系统中，发生“颠簸”（Thrashing）的根本原因是：A.外存容量不足B.CPU频率过低C.进程数量过多导致频繁缺页D.缓存命中率低答案：C17.在Java中，下列关于synchronized的叙述，错误的是：A.可重入B.保证可见性C.禁止指令重排序D.可替代volatile所有场景答案：D18.某算法的时间复杂度为T(n)=4T(n/2)+O(n²)，根据主定理，其渐近复杂度为：A.Θ(n²)B.Θ(n²logn)C.Θ(n³)D.Θ(nlogn)答案：B19.在HTTPS握手过程中，用于协商对称密钥的算法位于：A.ClientHelloB.ServerHelloC.CertificateD.ServerKeyExchange答案：D20.下列关于DevOpsCI/CD管道的描述，正确的是：A.构建阶段必须运行在容器内B.部署到生产环境前必须人工审批C.单元测试失败仍可继续部署D.制品库仅存储源代码答案：B21.在Go语言中，接口的底层实现采用：A.虚函数表B.动态代理C.运行时字典+函数指针D.反射元数据答案：C22.某数据库事务遵循两阶段锁协议，则其调度必然：A.可串行化B.避免级联回滚C.无死锁D.快照隔离答案：A23.在React中，下列生命周期方法中，最早被调用的是：A.componentDidMountB.renderC.constructorD.getDerivedStateFromProps答案：C24.在IEEE754单精度浮点数中，二进制序列11000001101000000000000000000000的十进制值为：A.5B.6C.6D.5答案：B25.下列关于Kafka分区策略的描述，正确的是：A.默认按value哈希B.可自定义PartitionerC.每条消息必带keyD.消费者数量可超过分区数且提升吞吐答案：B26.在Dockerfile中，指令RUN与CMD的最大区别是：A.RUN不可使用&&链命令B.CMD在构建时执行C.RUN生成新镜像层D.CMD可被ENTRYPOINT覆盖答案：C27.某无向图采用邻接矩阵存储，顶点数为100，则存储空间为：A.100字节B.200字节C.10000位D.5000字节答案：C28.在软件维护中，将C语言代码迁移到Rust语言属于：A.改正性维护B.适应性维护C.完善性维护D.预防性维护答案：B29.在ISO9126质量模型中，可移植性不包含的子特性是：A.适应性B.易安装性C.共存性D.易替换性答案：C30.下列关于量子计算中Hadamard门的叙述，正确的是：A.可将|0⟩映射为|1⟩B.属于单量子比特门C.不可逆D.仅作用于纠缠态答案：B二、案例分析题（共5题，每题10分，共50分）31.阅读下列需求并回答问题：某电商平台计划升级订单模块，要求：1.支持秒杀活动，10万QPS下库存扣减不超卖；2.订单创建后15分钟未支付自动关闭；3.用户可实时查看订单物流轨迹。问题：（1）给出库存扣减的并发安全方案，要求说明采用的数据结构与算法。（4分）（2）设计订单关闭的延迟消息机制，对比Redis过期key与消息队列方案的优劣。（3分）（3）物流轨迹实时推送的技术选型，说明WebSocket与SSE的适用场景差异。（3分）答案：（1）采用RedisLua脚本：KEYS[1]为库存key，ARGV[1]为扣减量。脚本先GET库存，若≥扣减量则DECRBY并返回1，否则返回0。利用Redis单线程模型保证原子性，避免竞态。库存key采用String，秒杀列表采用RedisStream按用户ID去重。（2）Redis过期key方案：设置订单key的TTL为15分钟，过期回调通过keyspacenotification监听。优点：实现简单；缺点：Redis重启失效、消息丢失。消息队列方案：使用RocketMQ延迟消息，设置delay=15min，消费端检查订单状态后关闭。优点：可靠性高、可重试；缺点：引入额外组件。高并发场景选MQ。（3）WebSocket：全双工，适合高频双向交互，如地图实时更新；需处理连接池、心跳。SSE：服务端单向推送，基于HTTP/1.1，轻量且自动重连，适合只读轨迹流。物流轨迹只读，用户量巨大，选SSE+CDN边缘节点减少长连接压力。32.某金融系统采用微服务架构，服务A通过Feign调用服务B的还款接口，平均响应时间从200ms升至2s，错误率5%。给出排查步骤与优化方案。答案：步骤：1.打印Feign日志，确认是否发生重试；2.在服务B部署Zipkin，查看调用链，发现MySQL慢查询占1.8s；3.检查MySQL执行计划，索引缺失导致全表扫描；4.查看Docker容器指标，CPU20%、内存充足、网络RTT3ms，排除资源瓶颈；5.检查GC日志，未发现FullGC。优化：1.添加联合索引(repay_id,status)，响应降至80ms；2.开启Feign熔断，设置超时300ms、重试1次，防止雪崩；3.引入本地缓存Caffeine，过期30s，命中率85%，进一步降至40ms；4.对服务B线程池扩容，core=50，max=100，队列SynchronousQueue，拒绝策略CallerRuns；5.灰度验证后全量发布，错误率降至0.1%，P99降至120ms。33.阅读下列类图并回答问题：类图描述：interfaceDiscountStrategy{doublecalc(Ordero);}classVipDiscountimplementsDiscountStrategy{doublecalc(Ordero){returno.getAmount()0.9;}}classCouponDiscountimplementsDiscountStrategy{doublecalc(Ordero){returno.getAmount()>100?o.getAmount()20:o.getAmount();}}classOrderService{DiscountStrategystrategy;voidsetStrategy(DiscountStrategys){this.strategy=s;}doublecheckout(Ordero){returnstrategy.calc(o);}}问题：（1）指出采用的设计模式及其角色。（3分）（2）若新增“满200减50”策略，给出代码实现，要求线程安全。（4分）（3）说明该模式在Spring框架中的典型应用。（3分）答案：（1）策略模式。Context：OrderService；Strategy：DiscountStrategy；ConcreteStrategy：VipDiscount、CouponDiscount。（2）```java@ComponentclassFull200Minus50implementsDiscountStrategy{privatestaticfinalLoggerlog=LoggerFactory.getLogger(Full200Minus50.class);@Overridepublicdoublecalc(Ordero){doubleamt=o.getAmount();returnamt>=200?amt50:amt;}}```OrderService中注入策略列表Map<String,DiscountStrategy>，使用ConcurrentHashMap，切换策略时原子替换引用。（3）Spring的Resource接口与ResourceLoader，不同资源访问策略（ClasspathResource、UrlResource）即策略模式；PlatformTransactionManager的各实现（DataSourceTransactionManager、JtaTransactionManager）也是策略模式。34.某高并发计数服务要求每秒更新商品浏览量，写操作10万QPS，读操作50万QPS，允许丢失1%写入，但要求读性能极高。给出存储方案与一致性策略。答案：存储：采用Redis+本地两级架构。1.写路径：应用内存使用LongAdder按商品ID分桶，每200ms或计数>1000批量写入Redis，使用pipeline减少RTT；2.读路径：先读本地缓存Guava，过期5s，未命中读Redis；3.一致性：容忍1%丢失，不开启AOF，仅RDB每小时快照；4.容灾：Redis采用一主两从，哨兵模式，主故障切换<10s；5.水平扩展：商品ID取模分片，共8个主节点，每节点承载1.25万写QPS，低于Redis单节点5万上限；6.降级：Redis故障时写本地磁盘队列，重启后异步合并，保证最终一致。35.阅读下列代码并指出线程安全问题，随后给出修复方案：```javapublicclassSingleton{privatestaticSingletoninstance;privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){if(instance==null){synchronized(Singleton.class){if(instance==null){instance=newSingleton();}}}returninstance;}privateintcount=0;publicintincrement(){return++count;}}```答案：问题：1.双重检查锁定中的instance未使用volatile，可能导致指令重排序，线程获取未初始化对象；2.count非volatile且++非原子，存在数据竞争。修复：```javapublicclassSingleton{privatestaticvolatileSingletoninstance;privatefinalAtomicIntegercount=newAtomicInteger(0);privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){Singletonlocal=instance;if(local==null){synchronized(Singleton.class){local=instance;if(local==null){instance=local=newSingleton();}}}returnlocal;}publicintincrement(){returncount.incrementAndGet();}}```使用volatile禁止重排序，AtomicInteger保证原子性。三、论文题（共2题，每题35分，共70分）36.题目：论云原生架构下软件设计师的能力转型要求：结合容器、服务网格、可观测性三项技术，阐述传统设计师向云原生转型所需的知识体系、思维模式与工程实践，字数1000字以上。答案：云原生将应用与基础设施解耦，设计师需从“单机+中间件”视角转向“分布式+弹性”视角。1.知识体系：容器：掌握镜像分层原理、多阶段构建、非root用户、最小化攻击面；服务网格：理解Istio数据面Envoy的filter链、虚拟服务路由、熔断与重试策略；可观测性：区分监控、日志、追踪三维，掌握OpenTelemetry规范，设计RED指标（Rate、Error、Duration）。2.思维模式：设计为失败：任何节点随时失效，需无状态、幂等、重入；声明式：用YAML描述期望状态，避免脚本命令式漂移；成本优先：按需伸缩，Spot实例+HPAs