系统架构设计师综合知识题库（带答案）

系统架构设计师综合知识题库（带答案）1.采用严格分层架构风格的系统中，每一层仅允许与直接相邻的上下层交互，因此该架构可完全避免跨层依赖引发的系统扩展性问题。2.性能需求属于系统的功能性质量属性，需要在架构设计阶段通过缓存、负载均衡等策略进行落地。3.需求评审阶段发现的需求歧义问题，可由架构师直接修改需求文档后同步给开发团队，无需提交需求方再次确认。4.Raft算法中，领导者选举阶段获得超过半数节点投票的节点即可成为新任领导者，无需等待所有节点的投票回执。5.微服务架构中，每个微服务的独立部署特性要求各微服务必须使用不同的技术栈实现，否则无法实现服务间的解耦。6.DevOps中的持续交付环节要求每一次代码提交都必须直接部署到生产环境，以实现迭代效率的最大化。7.零信任架构的核心原则是“默认不信任，始终验证”，因此即使是企业内部网络发起的访问请求，也需要完成身份和权限的校验才能访问资源。8.架构权衡分析方法（ATAM）仅能评估系统的性能、可用性等技术类质量属性，无法覆盖成本、交付周期等业务类属性。9.遗留系统的改造策略中，淘汰策略适用于业务价值极低、维护成本远高于收益的遗留系统。10.软件产品线架构的核心是领域共性分析，因此所有属于该产品线的产品都必须完全复用领域核心组件，不允许定制化开发。1.以下架构风格中，最适合用于事件驱动类实时监控系统的是？A管道-过滤器风格B发布-订阅风格C数据仓储风格D分层架构2.某电商系统要求“在双十一峰值流量下，商品详情页的95分位响应时间不超过200ms”，该描述对应的质量属性是？A可用性B性能C可靠性D可修改性3.以下分布式缓存一致性策略中，数据一致性最高但吞吐量最低的是？A最终一致性B读写一致性C强一致性D因果一致性4.以下不属于微服务API网关核心功能的是？A请求路由B服务注册C流量控制D身份认证5.某系统由三个独立的子系统串联组成，每个子系统的可用性均为99%，则整个系统的可用性为？A97.03%B99%C99.9%D99.99%6.以下工具中，属于持续集成环节核心工具的是？AJenkinsBKubernetesCELKStackDNginx7.以下防护措施中，属于应用层安全防护的是？A防火墙配置访问控制列表B部署WAF拦截SQL注入攻击C数据库开启透明数据加密D服务器开启SSH密钥登录8.以下架构评估方法中，属于基于场景的评估方法的是？A成本收益分析法BATAMC层次分析法D模糊综合评价法9.某企业的ERP系统业务逻辑仍能满足当前需求，但运行的硬件设备已停产、维护成本高，最适合的改造策略是？A淘汰B迁移至兼容的新硬件或云平台C重构核心业务逻辑D采购新的商用ERP系统10.以下软件复用方式中，复用粒度最大的是？A代码片段复用B类库复用C组件复用D产品线架构复用1.以下属于系统非功能性需求的有？A用户下单后系统需在1分钟内向用户发送短信通知B系统需支持10000用户同时在线访问C系统需提供订单导出Excel的功能D系统全年downtime不得超过8小时2.以下关于CAP理论的说法正确的有？A一致性是指所有节点在同一时间的数据完全一致B可用性是指服务一直可用，且响应时间在合理范围内C分区容错性是指系统遇到网络分区故障时仍能对外提供服务D分布式系统可同时满足一致性、可用性、分区容错性三个特性3.以下属于微服务架构设计核心原则的有？A单一职责B服务自治C共享数据库D轻量级通信4.以下属于Web系统前端性能优化策略的有？A静态资源CDN加速B减少HTTP请求数量C数据库表加索引D开启浏览器缓存5.以下属于网络安全等级保护2.0中技术类核心安全要求的有？A物理和环境安全B网络和通信安全C应用和数据安全D人员和管理安全6.以下属于软件架构4+1视图模型组成部分的有？A逻辑视图B进程视图C物理视图D功能视图7.以下属于DevOps核心实践的有？A持续集成B持续部署C瀑布式开发D自动化运维8.以下属于系统可靠性设计策略的有？A冗余设计B故障降级C限流熔断D需求评审9.以下属于云原生架构核心技术栈的有？A容器化B服务网格C单体架构D不可变基础设施10.对遗留系统进行改造策略评估时，需要考虑的核心指标有？A系统的业务价值B系统的维护成本C系统的技术先进性D系统的用户数量1.案例背景：某电商企业原采用单体架构开发的订单系统，随着业务量增长，迭代效率低、峰值下故障率高，架构师计划将其改造为微服务架构，改造过程中遇到两个核心问题：（1）原单体系统的订单、支付、库存三个模块共用同一个数据库，表之间存在大量关联查询；（2）业务团队担心微服务拆分后，跨服务调用的响应时延升高影响用户体验。问题：（1）请简述该系统微服务拆分过程中针对共享数据库问题的2种可行解决方案。（3分）（2）请给出2种降低跨服务调用时延的可行措施。（3分）2.案例背景：某智慧城市监控系统需要对接全市10万个摄像头的实时数据流，进行异常行为识别，要求数据处理延迟不超过500ms，系统可用性不低于99.99%，架构师初步选型采用流处理架构搭建系统。3.案例背景：某金融企业的核心交易系统上线前，架构师计划采用ATAM方法对架构进行评估，邀请了业务方、开发团队、运维团队三类干系人参与。问题：（1）请简述ATAM评估的核心流程。（3分）（2）请说明三类干系人分别需要参与的核心环节。（3分）1.请结合你参与过的系统架构设计实践，论述分布式架构中数据一致性的常见实现策略，以及不同策略的适用场景。要求：（1）至少列举3种一致性策略；（2）结合实际场景说明选型依据；（3）逻辑清晰，内容具体，字数不少于300字。2.当前越来越多企业选择采用云原生架构进行系统建设，请论述云原生架构相比传统IT架构的核心优势，以及企业落地云原生架构需要规避的3个常见风险。要求：（1）核心优势至少列举3项；（2）风险需结合企业实际落地场景说明；（3）逻辑清晰，内容具体，字数不少于300字。标准答案及解析一、判断题答案及解析1.参考答案：错误。解析：严格分层架构仅能降低跨层依赖的风险，但无法完全避免扩展性问题，若层级职责划分不合理、中间层迭代频繁，仍可能出现扩展性瓶颈，同时严格分层还可能带来额外的性能损耗，部分场景下为了性能会允许适当的跨层调用。2.参考答案：错误。解析：性能需求属于系统的非功能性质量属性，功能性属性是指系统需要提供的具体功能，非功能性属性是对功能的特性约束，性能、可用性、安全性等均属于非功能性属性。3.参考答案：错误。解析：需求变更需要遵循变更控制流程，需求歧义问题的修改必须经过需求方确认，确保修改后的需求符合业务预期，避免后续出现需求不符的问题。4.参考答案：正确。解析：Raft算法采用过半投票机制，领导者选举阶段只要获得超过半数节点的投票即可当选，无需等待所有节点回执，该机制可在部分节点故障的情况下快速完成选举，保障系统可用性。5.参考答案：错误。解析：微服务的解耦核心是业务边界独立、数据独立，各微服务可根据需求选择统一或不同的技术栈，技术栈差异化不是解耦的必要条件。6.参考答案：错误。解析：持续交付是指代码经过自动化测试、验证后可随时部署到生产环境，并非要求每次提交都必须直接部署到生产，实际落地中通常需要经过测试环境、预发环境验证后才会部署到生产。7.参考答案：正确。解析：零信任架构打破了传统的内网可信假设，无论访问请求来自内部还是外部网络，都需要经过身份校验、权限验证后才能访问资源，有效降低内部攻击风险。8.参考答案：错误。解析：ATAM方法不仅评估技术类质量属性，还会在权衡阶段纳入成本、交付周期等业务类属性，综合评估架构方案的可行性，确保架构符合业务目标。9.参考答案：正确。解析：遗留系统的淘汰策略适用于业务价值低、维护成本远高于收益，且无改造和迁移价值的系统，直接淘汰可减少不必要的资源投入。10.参考答案：错误。解析：软件产品线架构在领域共性分析的基础上会设置可变点，允许不同产品针对个性化需求进行定制化开发，在复用核心组件的同时满足差异化需求。二、单选题答案及解析1.参考答案：B。解析：发布-订阅风格基于事件通知机制，生产者发布事件后消费者可实时接收，适合事件驱动的实时监控场景；管道-过滤器适合线性数据流处理场景，数据仓储适合以数据为中心的分析类场景，分层架构适合通用业务系统的分层解耦。2.参考答案：B。解析：性能属性描述系统的响应效率、吞吐量等指标，题干中的响应时间要求属于性能属性；可用性描述系统的可用时长占比，可靠性描述系统无故障运行的概率，可修改性描述系统修改的成本高低。3.参考答案：C。解析：强一致性要求所有节点在任何时刻的数据完全一致，每次读写都需要同步所有节点，因此一致性最高但吞吐量最低；最终一致性、读写一致性、因果一致性的一致性等级依次低于强一致性，吞吐量依次升高。4.参考答案：B。解析：服务注册是服务注册中心的核心功能，API网关的核心功能包括请求路由、流量控制、身份认证、日志审计等，不负责服务注册。5.参考答案：A。解析：串联系统的总可用性为各子系统可用性的乘积，即99%×99%×99%=97.0299%，约等于97.03%。6.参考答案：A。解析：Jenkins是持续集成环节的核心工具，用于实现代码提交后的自动化构建、自动化测试；Kubernetes是容器编排工具，属于部署环节的工具；ELKStack是日志分析工具，属于运维监控环节的工具；Nginx是反向代理、Web服务器工具。7.参考答案：B。解析：WAF（Web应用防火墙）用于拦截SQL注入、XSS等应用层攻击，属于应用层安全防护；防火墙配置ACL属于网络层防护，数据库透明加密属于数据层防护，服务器SSH密钥登录属于主机层防护。8.参考答案：B。解析：ATAM（架构权衡分析方法）是典型的基于场景的架构评估方法，通过构造质量属性场景来评估架构对质量需求的满足程度；成本收益分析法、层次分析法、模糊综合评价法均属于决策类评估方法，不基于场景。9.参考答案：B。解析：该系统业务逻辑仍满足需求，仅硬件存在问题，因此最适合的策略是将系统迁移到兼容的新硬件或云平台，无需修改业务逻辑，改造成本最低；淘汰、重构、替换的成本均远高于迁移。10.参考答案：D。解析：复用粒度从大到小依次为产品线架构复用、组件复用、类库复用、代码片段复用，产品线架构复用是整个领域架构的复用，粒度最大。三、多选题答案及解析1.参考答案：ABD。解析：非功能性需求是对系统功能的特性约束，A属于性能需求、B属于吞吐量需求、D属于可用性需求，均为非功能性需求；C是系统需要提供的具体功能，属于功能性需求。2.参考答案：ABC。解析：CAP理论指出分布式系统最多只能同时满足一致性、可用性、分区容错性三个特性中的两个，无法同时满足三个，因此D选项错误，其余选项均为CAP三个特性的正确描述。3.参考答案：ABD。解析：微服务架构的核心原则包括单一职责、服务自治、轻量级通信、独立数据存储等，共享数据库会导致服务间耦合度升高，不属于微服务设计原则。4.参考答案：ABD。解析：前端性能优化针对用户端到服务端的请求前、请求过程的优化，CDN加速、减少HTTP请求、开启浏览器缓存均属于前端优化策略；数据库加索引属于后端数据层优化策略。5.参考答案：ABC。解析：等保2.0的技术类核心要求包括物理和环境安全、网络和通信安全、主机和计算安全、应用和数据安全四个维度，人员和管理安全属于管理类要求，不属于技术类要求。6.参考答案：ABC。解析：4+1视图模型包括逻辑视图、进程视图、开发视图、物理视图四个核心视图，加上场景视图作为补充，功能视图不属于4+1视图的组成部分。7.参考答案：ABD。解析：DevOps的核心实践包括持续集成、持续部署、自动化运维、监控告警等，瀑布式开发是传统的软件开发模式，与DevOps的敏捷迭代理念相悖。8.参考答案：ABC。解析：冗余设计、故障降级、限流熔断均为常见的可靠性设计策略，可有效降低系统故障带来的影响；需求评审是需求阶段的质量管控措施，不属于架构层面的可靠性设计策略。9.参考答案：ABD。解析：云原生架构的核心技术栈包括容器化、服务网格、不可变基础设施、声明式API等，单体架构是传统的架构模式，不属于云原生技术栈。10.参考答案：ABC。解析：遗留系统改造评估的核心指标包括业务价值、维护成本、技术先进性，根据这三个指标将系统划分为淘汰、迁移、改造、替换四类策略；用户数量不是核心评估指标，业务价值高的系统即使少量用户也需要保留。四、案例分析题参考答案及评分标准1.参考答案：（1）共享数据库问题的解决方案：①分库分表，按照业务边界将原数据库拆分为订单库、支付库、库存库，三个库独立部署，原有跨库关联查询通过接口调用、数据冗余同步的方式实现；②引入数据中台层，封装三个模块的数据库操作，对外提供统一的查询接口，原有关联查询统一调用中台接口实现，避免直接跨库访问。（答出任意2点即可得3分，每点1.5分，逻辑合理即可酌情给分）（2）降低跨服务调用时延的措施：①服务同机房部署，减少跨机房网络传输时延；②引入服务级缓存，将高频调用的返回结果缓存，减少重复调用；③采用高性能的RPC框架替代HTTP通信，降低序列化和传输时延。（答出任意2点即可得3分，每点1.5分，逻辑合理即可酌情给分）解析：本题考察微服务拆分的核心问题解决，属于中档难度考点，要求掌握微服务拆分的核心原则和常见问题的解决方案。2.参考答案：核心质量属性及策略：①性能：要求数据处理延迟不超过500ms，落地策略可采用内存计算流处理框架（如Flink），减少磁盘IO损耗，同时对数据进行分片并行处理，提升处理效率；②可用性：要求可用性不低于99.99%，落地策略可采用集群多副本部署，避免单点故障，同时实现故障自动转移，节点故障时自动将任务迁移到健康节点；③可扩展性：需要对接10万个摄像头的数据流，后续可能持续扩容，落地策略可采用无状态设计，计算节点可根据流量水平扩容，无需修改核心逻辑。（每个属性及对应策略2分，质量属性1分，策略1分，答出其他合理的质量属性及策略也可酌情给分）解析：本题考察质量属性的识别和落地，属于中档难度考点，要求掌握常见质量属性的定义和对应实现策略。3.参考答案：（1）ATAM的核心流程：①场景和需求收集，收集干系人的质量属性需求和业务场景；②架构视图和设计描述，架构师介绍当前架构的设计方案和视图；③场景评估，基于收集的场景评估架构对质量属性的满足程度；④权衡分析，针对存在冲突的质量属性进行权衡，确定优化方案；⑤结果输出，输出架构评估报告和优化建议。（答出核心的3个环节即可得3分，每点1分）（2）干系人参与环节：①业务方：参与场景和需求收集环节，提供业务侧的质量需求和业务目标；②开发团队：参与架构描述、场景评估环节，提供架构实现的细节和技术层面的可行性说明；③运维团队：参与场景评估、权衡分析环节，提供运维层面的可行性、成本评估。（每个干系人对应环节1分，共3分，逻辑合理即可酌情给分）解析：本题考察ATAM评估方法的流程，属于基础考点，要求掌握ATAM的核心流程和干系人职责。五、论述题评分标准及答题要点1.评分标准：（1）一致性策略列举（3分）：至少列举3种策略，如强一致性、弱一致性、最终一致性，或具体实现如两阶段提交、TCC、本地消息表、可靠消息最终一致性等，每列举1种得1分，最多3分。（2）适用场景说明（4分）：针对每种策略说明适用场景，如强一致性适用于金融交易、支付等对数据准确性要求极高的场景；最终一致性适用于电商商品详情、物流信息等对延