2025年系统架构设计师综合知识专项训练真题库

2025年系统架构设计师综合知识专项训练真题库考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题只有一个正确选项，请将正确选项的首字母填入括号内）1.在计算机系统中，下列哪一项通常不是构成冯·诺依曼体系结构的关键特征？A.程序存储执行B.指令和数据均以二进制形式存储C.采用总线结构连接各部件D.具备高速并行处理能力2.某应用需要处理大量并发连接，对实时性要求不高，但需要保证连接的稳定和持久。下列传输层协议中最适合该场景的是？A.UDPB.TCPC.HTTP/2D.SIP3.关于关系数据库的范式，以下说法错误的是？A.第一范式（1NF）要求关系中的每个属性都是原子值B.第二范式（2NF）要求关系满足1NF，且非主属性完全函数依赖于所有候选键C.第三范式（3NF）要求关系满足2NF，且非主属性之间不存在传递函数依赖D.范式级别越高，关系数据库的理论查询效率越高4.在设计一个分布式数据库系统时，为了提高读取性能并保证数据一致性，常用的技术不包括？A.分区（Sharding）B.复制（Replication）C.缓存（Caching）D.最终一致性（EventualConsistency）5.以下哪种架构风格强调服务之间的松耦合和独立部署？A.分层架构B.裸机架构C.面向服务架构（SOA）D.客户端-服务器架构6.在微服务架构中，服务注册与发现机制的主要作用是？A.实现服务之间的负载均衡B.管理服务的地址和状态信息，使服务消费者能够找到服务提供者C.保证微服务之间的通信安全D.自动化部署微服务应用7.以下哪项技术不属于虚拟化范畴？A.服务器虚拟化B.网络虚拟化C.存储虚拟化D.操作系统内核级编程8.云计算中的“IaaS”模式指的是？A.提供基础设施即服务，用户获得计算、存储、网络等资源B.提供平台即服务，用户获得可部署应用程序的运行环境C.提供软件即服务，用户通过网络访问应用程序D.提供数据即服务，用户获得数据存储和查询能力9.当一个分布式系统发生部分节点故障时，仍然能够继续提供服务，这种特性通常被称为？A.可扩展性B.可靠性C.可用性D.可维护性10.以下哪项原则不属于面向对象设计原则？A.开闭原则（Open-ClosedPrinciple）B.单一职责原则（SingleResponsibilityPrinciple）C.接口隔离原则（InterfaceSegregationPrinciple）D.分而治之原则（DivideandConquerPrinciple）11.在设计一个需要处理高并发读操作的系统时，优先考虑引入哪种技术来提升性能？A.磁盘阵列（RAID）B.分布式锁C.内存缓存D.数据库索引优化12.以下哪种技术主要用于实现不同操作系统或硬件平台上的应用程序兼容？A.虚拟化B.操作系统兼容层C.容器化D.硬件抽象层13.某系统要求在不同地理位置的数据中心之间实现数据的高效同步，同时对数据一致性的要求不是强实时性，以下哪种一致性模型较为合适？A.强一致性B.基准一致性（StronglyConsistent）C.最终一致性（EventualConsistency）D.可见一致性（VisibilityConsistency）14.在微服务架构中，API网关通常承担的角色不包括？A.服务路由B.负载均衡C.权限认证D.源代码管理15.以下哪项不是DevOps实践的核心目标？A.提高软件开发和运维的自动化水平B.缩短系统开发生命周期C.提升系统的稳定性和可靠性D.减少开发团队与运维团队之间的沟通二、填空题（请将答案填入横线处）1.计算机网络体系结构中，OSI参考模型的物理层和数据链路层主要负责数据的______传输。2.在关系数据库中，保证事务原子性的机制通常称为______。3.架构设计中的“关注点分离”原则有助于提高系统的______和可维护性。4.云计算的核心特征之一是资源的______和按需自助服务。5.在分布式系统中，为了解决多个进程访问共享资源而引起的问题，常用的机制包括锁和______。6.软件设计模式中，用于封装一组对象交互以实现特定功能的模式称为______模式。7.设计一个高可用的系统，通常需要采用冗余设计，例如______冗余或______冗余。8.HTTP协议中，表示请求方法“获取资源”的动词是______。9.数据库索引的主要目的是加快数据的______操作，但会降低数据的插入、删除和更新性能。10.微服务架构中，服务之间的通信方式通常包括同步调用（如RESTAPI）和异步通信（如______）。三、简答题1.简述TCP协议三次握手过程及其目的。2.请比较面向对象架构（OOA）和面向过程架构在设计思想、优缺点及适用场景上的主要差异。3.解释什么是云原生架构？它通常包含哪些关键特征或技术？4.在系统设计时，如何权衡一致性与可用性？请结合分布式缓存或分布式数据库的设计说明。四、论述题1.假设你要为一个高并发的在线交易系统设计架构。请简述你会考虑的关键设计方面（至少包括三个），并说明每个方面需要关注的主要问题及可能的解决方案。试卷答案一、选择题1.D2.B3.D4.A5.C6.B7.D8.A9.C10.D11.C12.B13.C14.D15.D二、填空题1.链路2.事务日志（或ACID属性中的原子性）3.可维护性4.可扩展性（或资源池化）5.互斥（或悖论避免）6.行为7.系统级（或资源级）；网络级（或数据中心级）8.GET9.查询（或读取）10.消息队列三、简答题1.解析思路：TCP三次握手是为了在客户端和服务器之间建立可靠的连接。过程如下：*第一次握手（SYN）：客户端向服务器发送一个SYN（SynchronizeSequenceNumbers）包，包含初始序列号ISN（InitialSequenceNumber），请求建立连接。服务器收到后，进入SYN_RCVD状态。*第二次握手（SYN+ACK）：服务器向客户端发送一个SYN+ACK包，ACK（Acknowledgment）字段确认客户端的SYN（ACK号=SYN号+1），ACK包中包含服务器的初始序列号ISN，表明同意建立连接。客户端收到后，进入ESTABLISHED状态。*第三次握手（ACK）：客户端向服务器发送一个ACK包，ACK字段确认服务器的SYN（ACK号=SYN+ACK号+1），客户端进入ESTABLISHED状态。服务器收到后也进入ESTABLISHED状态，连接建立成功。*目的：确认双方都有发送和接收数据的能力，同步初始序列号，防止历史连接请求的重启导致连接混乱。2.解析思路：对比OOA和面向过程架构：*设计思想：面向过程架构关注任务的步骤和流程，数据是被动处理的。面向对象架构关注系统的构成，将数据（对象）和操作数据的行为（方法）封装在一起。*优点：面向过程架构简单直观，易于实现简单的逻辑。面向对象架构封装性好，可重用性强，易于维护和扩展，更符合复杂系统的建模。*缺点：面向过程架构在复杂系统中容易导致代码耦合度高，难以维护。面向对象架构设计相对复杂，需要良好的设计能力。*适用场景：面向过程架构适用于规模较小、逻辑较简单的系统。面向对象架构适用于大型、复杂、需要长期维护和发展的系统。3.解析思路：解释云原生概念和特征：*定义：云原生（CloudNative）是一种基于云计算的应用设计理念和实践方法，旨在充分利用云计算的弹性、可扩展性和高可用性，构建和运行应用程序。*关键特征/技术：*容器化（Containerization）：使用Docker等容器技术打包应用及其依赖，实现环境一致性和快速部署。*微服务架构（MicroservicesArchitecture）：将应用拆分为一组小型的、独立部署和可伸缩的服务。*动态编排（DynamicOrchestration）：使用Kubernetes等工具自动管理容器化的应用部署、扩展、负载均衡和自愈。*声明式API（DeclarativeAPIs）：通过描述期望的状态，让系统自动实现和运维。*持续集成/持续部署（CI/CD）：实现自动化测试和快速、可靠的软件交付。*监控与可观测性（Observability）：提供全面的监控、日志和追踪能力，以便快速发现和解决问题。4.解析思路：一致性vs可用性权衡：*概念：一致性指系统所有副本在同一时刻提供相同的数据视图。可用性指系统保持在线并响应请求的能力比例。*权衡：在分布式系统中，追求强一致性往往会牺牲可用性（例如，使用同步复制，当主节点失败或网络分区时，从节点不可用）。而允许一定程度的数据不一致（最终一致性模型），可以保证系统在部分故障时仍然可用。*设计说明（以分布式缓存为例）：*强一致性缓存：保证读到的数据总是最新的。实现方式可能是所有写操作都同步到所有节点。优点是数据视图统一。缺点是写入延迟高，在节点故障或网络分区时可能不可用，可用性低。*最终一致性缓存：写操作先本地缓存，然后异步同步到其他节点。读操作可能从本地缓存或别的节点读，读到旧数据是允许的，只要最终会同步。优点是写入快，系统可用性高。缺点是存在数据不一致窗口，用户体验可能受影响。*设计时需考虑：系统对数据实时性的要求有多高？对可用性的要求有多迫切？业务能否容忍短暂的数据不一致？根据这些因素选择合适的一致性模型和实现策略。四、论述题1.解析思路：高并发在线交易系统设计关键点：*（1）高可用性设计：*目标：系统需具备容错能力，部分组件故障不影响整体服务。*关键问题：如何防止单点故障？如何快速恢复？*解决方案：采用集群部署、冗余备份（数据库主从、应用集群）、负载均衡、异地多活、熔断降级、服务降级等策略。数据库层面使用高可用方案如主从复制、分布式数据库或NoSQL数据库。*（2）高性能设计：*目标：快速响应大量并发请求，降低延迟。*关键问题：如何减少请求处理时间？如何有效利用资源？*解决方案：前端使用负载均衡分发流量；后端采用缓存（CDN、本地缓存、分布式缓存）减少数据库访问；数据库优化（索引、分库分表）；使用异步处理（消息队列）解耦和高并发；应用层优化（代码优化、并