🏗️ 系统架构设计师

软考高级 - 专业技术人员职业资格考试

75
选择题
5
案例分析题
1
论文题
高级
职业资格

🔴 考试重点

系统架构设计、软件架构模式、分布式系统、微服务架构是考试的核心内容!

快速导航

🧠 核心理论知识

架构理论基础

架构定义

IEEE 1471、4+1视图模型、架构决策

质量属性

性能、可用性、安全性、可修改性、可测试性、互操作性

架构风格

分层、管道过滤器、事件驱动、仓库、解释器

设计模式详解

创建型模式(5种)

单例、工厂方法、抽象工厂、建造者、原型

结构型模式(7种)

适配器、桥接、组合、装饰器、外观、享元、代理

行为型模式(11种)

观察者、策略、命令、状态、责任链、访问者等

分布式系统理论

CAP定理

一致性、可用性、分区容错性不可兼得

BASE理论

基本可用、软状态、最终一致性

分布式算法

Raft、Paxos、拜占庭将军问题

📐 重要公式和计算

性能计算公式

响应时间计算

响应时间 = 服务时间 + 等待时间

吞吐量 = 1 / 响应时间

阿姆达尔定律

加速比 = 1 / ((1-P) + P/N)

P为可并行部分比例,N为处理器数量

利特尔定律

L = λ × W

L=系统中平均用户数,λ=到达率,W=平均响应时间

可靠性计算公式

可用性计算

可用性 = MTBF / (MTBF + MTTR)

MTBF=平均故障间隔时间,MTTR=平均修复时间

串联系统可靠性

R系统 = R1 × R2 × ... × Rn

并联系统可靠性

R系统 = 1 - (1-R1) × (1-R2) × ... × (1-Rn)

🎯 记忆口诀

架构质量属性

性可安可可互

性能、可用性、安全性、可修改性、可测试性、互操作性

设计模式分类

创结行

创建型(5种)、结构型(7种)、行为型(11种)

分布式理论

CAP BASE

一致性可用性分区容错性,基本可用软状态最终一致

架构风格

分管事仓解

分层、管道过滤器、事件驱动、仓库、解释器

4+1视图模型

逻进开物用

逻辑视图、进程视图、开发视图、物理视图、用例视图

微服务特征

小业去故技

小型服务、业务能力、去中心化、故障隔离、技术多样性

📚 学习建议

学习路径

1

基础理论

掌握架构基本概念和理论

2

设计模式

熟练掌握23种设计模式

3

架构实践

结合实际项目进行架构设计

4

综合应用

案例分析和论文写作训练

备考策略

时间分配

  • • 理论学习:40%
  • • 练习题目:30%
  • • 案例分析:20%
  • • 论文写作:10%

重点内容

  • • 系统架构设计方法
  • • 软件架构模式和风格
  • • 分布式系统架构
  • • 质量属性和架构评估

🔒 安全架构详解

安全架构核心要素

🛡️
身份认证
Authentication
🔐
访问控制
Authorization
🔍
审计监控
Auditing
🔒
数据保护
Data Protection

安全架构层次模型

威胁分析矩阵

防御深度

网络层

防火墙、IDS/IPS、网络隔离

应用层

WAF、输入验证、会话管理

数据层

加密存储、访问控制、备份

零信任架构

核心原则

  • • 永不信任,始终验证
  • • 最小权限原则
  • • 持续监控验证

实施要点

  • • 身份验证中心化
  • • 微分段网络
  • • 端到端加密

安全开发生命周期

设计阶段

威胁建模、安全需求分析

开发阶段

安全编码、代码审查

测试阶段

渗透测试、漏洞扫描

OWASP Top 10 威胁与防护

威胁类型 描述 防护措施 风险等级
注入攻击 SQL注入、NoSQL注入等 参数化查询、输入验证
身份验证失效 弱密码、会话管理缺陷 多因子认证、强密码策略
敏感数据泄露 数据传输和存储不安全 加密传输、加密存储
XXE攻击 XML外部实体注入 禁用外部实体、输入验证
访问控制失效 权限提升、未授权访问 RBAC、最小权限原则

⚡ 性能架构详解

性能优化核心策略

🚀
缓存策略
Caching
⚖️
负载均衡
Load Balancing
📊
性能监控
Monitoring
🔧
性能调优
Optimization

性能指标监控

响应时间分布

多级缓存架构

浏览器缓存

HTTP缓存、本地存储

CDN缓存

边缘节点、静态资源

应用缓存

Redis、Memcached

数据库缓存

查询缓存、缓冲池

负载均衡策略

轮询算法

  • • 简单轮询
  • • 加权轮询
  • • 最少连接

哈希算法

  • • IP哈希
  • • 一致性哈希
  • • 会话保持

数据库优化

索引优化

B+树索引、复合索引

查询优化

执行计划、SQL重写

分库分表

水平分片、垂直分片

性能测试类型与工具

🏃

负载测试

正常负载下的性能表现

JMeter, LoadRunner
💥

压力测试

超负荷情况下的稳定性

Gatling, Artillery
📈

容量测试

系统最大处理能力

K6, NBomber
⏱️

稳定性测试

长时间运行的稳定性

Locust, Tsung

性能优化最佳实践

前端优化

  • • 资源压缩和合并
  • • 图片懒加载
  • • 代码分割
  • • 浏览器缓存

后端优化

  • • 数据库连接池
  • • 异步处理
  • • 缓存策略
  • • 代码优化

架构优化

  • • 微服务拆分
  • • 读写分离
  • • 消息队列
  • • 容器化部署

📊 架构对比分析

架构模式对比

技术栈适用性分析

🎯 交互式学习路径

选择您的学习路径

🌱

初学者路径

从基础概念开始,循序渐进

  • • 架构基础理论
  • • 设计模式入门
  • • 简单案例分析
🚀

进阶路径

深入架构设计和实践

  • • 分布式系统设计
  • • 微服务架构
  • • 性能优化实践
🎓

专家路径

架构师高级技能

  • • 企业级架构设计
  • • 架构治理
  • • 技术决策与权衡