Увеличьте свои шансы на успех с помощью структурированного и целенаправленного 30-дневного плана подготовки к собеседованиям по проектированию систем

Собеседования по проектированию систем стали жизненно важной частью процесса найма на должности разработчиков программного обеспечения в ведущих технологических компаниях. Эти собеседования оценивают способность кандидата проектировать и создавать крупномасштабные системы, проверяют его навыки решения проблем и оценивают его знание ключевых концепций проектирования систем. В связи с растущим значением этих интервью важно иметь всесторонний план подготовки, который вооружает вас навыками и уверенностью, необходимыми для достижения успеха в комнате для интервью.

В этом сообщении блога я представлю подробное руководство по подготовке к собеседованию по проектированию системы всего за 30 дней. Этот структурированный подход поможет вам сосредоточиться на важнейших темах, эффективно практиковаться и создать прочную основу для решения даже самых сложных вопросов проектирования систем. Следуя этому плану, вы не только укрепите свои технические знания, но и отточите свои навыки собеседования, чтобы максимально увеличить свои шансы на успех.

Я проведу вас через недельный план, охватывающий все, от основ и ключевых концепций до реальных проектов систем и пробных интервью. Кроме того, я предоставлю лучшие ресурсы по проектированию систем и бонусные советы, чтобы оставаться впереди в отрасли, общаться с профессионалами и искать наставничество. К концу этих 30 дней вы будете хорошо подготовлены к тому, чтобы с уверенностью проходить собеседования по проектированию систем и достигать своих карьерных целей в технологической отрасли. Итак, давайте отправимся в это путешествие, чтобы стать героем интервью по системному дизайну!

Неделя 1: Основы и ключевые концепции

Первая неделя вашего 30-дневного плана подготовки посвящена обновлению основ компьютерных наук и знакомству с ключевыми концепциями системного проектирования. Создание прочной основы в этих областях поможет вам с легкостью и уверенностью решать сложные проблемы проектирования систем.

  • Масштабируемость. Узнайте, как проектировать системы, способные справиться с растущим объемом работы и увеличить трафик пользователей. Понимание концепций горизонтального и вертикального масштабирования, а также таких методов, как сегментирование, кэширование и балансировка нагрузки.
  • Доступность. Изучите важность обеспечения того, чтобы система оставалась работоспособной и доступной для пользователей. Понимать концепции отказоустойчивости, избыточности и репликации, а также стратегии достижения высокой доступности, такие как использование нескольких центров обработки данных и внедрение проверок работоспособности.
  • Непротиворечивость. Изучите проблемы обеспечения согласованности данных в распределенных системах. Узнайте о моделях согласованности, таких как строгая согласованность, конечная согласованность и причинно-следственная согласованность, и поймите компромиссы между согласованностью, доступностью и допуском разделения (теорема CAP).
  • Толерантность к разделам: способность системы продолжать работу при возникновении сетевых разделов. В распределенных системах невозможно одновременно обеспечить согласованность и устойчивость к разделам, поэтому разработчик должен решить, какой из них более важен для варианта использования.
  • Сеть. Изучите основы компьютерных сетей, включая модель OSI, IP-адресацию, маршрутизацию и распространенные протоколы, такие как HTTP, HTTPS и DNS.
  • Задержка и пропускная способность. Понимание важности оптимизации задержки (время, необходимое для выполнения запроса) и пропускной способности (количество запросов, которые система может обработать в единицу времени). Узнайте, как измерять и улучшать эти показатели с помощью таких методов, как кэширование, сети доставки контента (CDN) и разделение данных.
  • Теорема CAP. Теорема утверждает, что распределенная система не может одновременно обеспечивать все три из следующих гарантий: непротиворечивость, доступность и устойчивость к разделам.
  • Свойства ACID: набор свойств, гарантирующих надежную обработку транзакций базы данных. Аббревиатура расшифровывается как атомарность, согласованность, изоляция и долговечность.
  • Архитектура микросервисов: узнайте о преимуществах разделения монолитной системы на более мелкие независимые сервисы, взаимодействующие через API. Узнайте о преимуществах микросервисов, таких как улучшенная масштабируемость, гибкость и изоляция сбоев, а также о проблемах, которые они создают, таких как повышенная сложность и затраты на координацию.
  • Проектирование RESTful API: ознакомьтесь с принципами проектирования RESTful API, которые обеспечивают стандартизированный способ взаимодействия компонентов в распределенной системе. Узнайте об основных ограничениях REST, таких как отсутствие состояния, возможность кэширования и единый интерфейс, а также ознакомьтесь с передовыми методами проектирования и документирования API.

Основы проектирования систем Grokking содержит исчерпывающий список основ проектирования систем.

К концу первой недели у вас будет четкое понимание ключевых концепций проектирования систем, необходимых для успешного прохождения собеседований по проектированию систем. В ближайшие недели вы будете опираться на этот фундамент, углубляясь в конкретные темы, анализируя проекты реальных систем и отрабатывая свои навыки решения проблем с помощью практических упражнений и пробных интервью.

Неделя 2: глубокое погружение в определенные темы

На второй неделе вашего 30-дневного плана подготовки вы глубже погрузитесь в конкретные темы, которые часто затрагиваются на собеседованиях по проектированию систем. Сосредоточив внимание на этих областях, вы лучше поймете проблемы и компромиссы, связанные с проектированием сложных систем.

  1. Распределенные системы. В распределенных системах несколько компьютеров работают вместе для достижения общей цели. Понимание ключевых концепций распределенных систем, таких как разделение данных, репликация и модели согласованности. Изучите распространенные проблемы, такие как сетевые разделы, несогласованность данных и теорема CAP. Узнайте об алгоритмах консенсуса, таких как Paxos и Raft, которые помогают поддерживать согласованность в распределенных системах.
  2. Кэширование и сети доставки контента (CDN). Кэширование — это метод, используемый для хранения копий данных ближе к пользователям, что снижает задержку и повышает производительность. Узнайте о различных стратегиях кэширования, таких как кэширование со сквозной записью, обратной и круговой записью, а также ознакомьтесь с политиками вытеснения кэша, такими как наименее недавно использовавшиеся (LRU) и наименее часто используемые (LFU). Узнайте, как работают CDN и их роль в распространении контента по всему миру, чтобы сократить задержки и улучшить взаимодействие с пользователем.
  3. Балансировка нагрузки и автоматическое масштабирование. Балансировка нагрузки помогает распределять входящий трафик между несколькими серверами, гарантируя, что ни один сервер не будет перегружен. Изучите различные алгоритмы балансировки нагрузки, такие как Round Robin, Least Connections и IP Hash, и узнайте о роли балансировщиков нагрузки в достижении высокой доступности. Изучите концепцию автоматического масштабирования, которая динамически регулирует количество ресурсов в зависимости от спроса, и изучите различные стратегии автоматического масштабирования, такие как горизонтальное и вертикальное масштабирование.
  4. Разделение и разбиение данных. Разбиение данных — это метод, используемый для распределения больших наборов данных между несколькими узлами хранения, что повышает производительность и масштабируемость. Узнайте о различных стратегиях сегментирования, таких как сегментирование на основе диапазонов, хэшей и каталогов, и поймите проблемы и компромиссы, связанные с каждым подходом. Изучите секционирование данных — родственную концепцию, включающую разделение данных на более мелкие и более управляемые подмножества.

6. Системы обмена сообщениями и очередями. Системы обмена сообщениями и очередей упрощают обмен данными между компонентами в распределенной системе, обеспечивая асинхронную обработку и повышенную отказоустойчивость. Поймите роль систем обмена сообщениями, таких как Apache Kafka и RabbitMQ, и узнайте об общих шаблонах обмена сообщениями, таких как публикация-подписка и двухточечная связь. Узнайте о преимуществах и проблемах использования очередей сообщений, а также изучите стратегии преодоления обратного давления и обеспечения доставки сообщений.

7. Базы данных и хранилище данных: ознакомьтесь с различиями между реляционными базами данных и базами данных NoSQL, а также изучите их соответствующие преимущества и ограничения. Поймите роль баз данных в распределенных системах и узнайте о стратегиях обеспечения согласованности данных, репликации и сегментации. Изучите различные решения для хранения данных, такие как хранилища пар «ключ-значение», хранилища семейств столбцов, хранилища документов и базы данных графов, и изучите варианты их использования и компромиссы.

См. Основы проектирования систем Grokking для подробного изучения основ проектирования систем.

К концу второй недели у вас будет более глубокое понимание конкретных тем и проблем, связанных с проектированием сложных систем. Эти знания окажутся бесценными во время собеседований по проектированию системы, поскольку вы будете лучше подготовлены к выявлению потенциальных узких мест и предложению эффективных решений. В течение следующих недель вы будете применять эти знания при проектировании реальных систем и дополнительно совершенствовать свои навыки решения проблем с помощью практических упражнений и пробных интервью.

Неделя 3: Анализ проектов реальных систем

На третьей неделе вашего 30-дневного плана подготовки вы сосредоточитесь на анализе реальных проектов систем, чтобы лучше понять, как эти концепции применяются на практике. Изучая архитектуру популярных систем, вы узнаете о компромиссах и решениях, с которыми сталкиваются инженеры при разработке крупномасштабных приложений.

  1. Платформы социальных сетей (Facebook, Twitter, Instagram): изучите архитектуру популярных платформ социальных сетей и узнайте, как они обрабатывают огромное количество пользовательского контента, уведомлений в реальном времени и сложных социальных графиков. Понимание роли кэширования, разделения данных и репликации в обеспечении высокой доступности, низкой задержки и единообразного взаимодействия с пользователем. Узнайте, как эти платформы справляются с проблемами согласованности данных, конфиденциальности и безопасности.
  2. Приложения для обмена сообщениями (WhatsApp, Slack, Telegram). Изучите дизайн популярных приложений для обмена сообщениями и узнайте, как они обеспечивают общение в реальном времени, доставку сообщений и шифрование. Узнайте о роли брокеров сообщений, распределенных баз данных и хранилищ данных в памяти в управлении крупномасштабной обработкой сообщений. Проанализируйте компромиссы между согласованностью, доступностью и устойчивостью к разделам в этих системах.
  3. Потоковые сервисы (Netflix, YouTube, Spotify). Изучите архитектуру популярных потоковых сервисов и узнайте, как они доставляют высококачественный видео- и аудиоконтент миллионам пользователей по всему миру. Узнайте о роли CDN, адаптивной потоковой передачи и сжатия данных в оптимизации взаимодействия с пользователем. Проанализируйте проблемы, связанные с поддержанием низкой задержки и высокой доступности, а также обработкой рекомендаций, персонализацией и управлением контентом.
  4. Платформы электронной коммерции (Amazon, eBay, Shopify). Изучите дизайн ведущих платформ электронной коммерции и узнайте, как они управляют запасами, обрабатывают заказы и обрабатывают платежи. Узнайте о роли баз данных, поисковых систем и кэширования в обеспечении быстрого и надежного доступа к информации о продуктах. Изучите проблемы поддержания согласованности данных, обеспечения целостности транзакций и управления распределенными транзакциями.
  5. Службы заказа такси (Uber, Lyft, Grab): изучите архитектуру популярных служб заказа такси и узнайте, как они справляются с отслеживанием местоположения в реальном времени, подбором водителей и оптимизацией маршрутов. Поймите роль геопространственных баз данных, распределенных систем обмена сообщениями и алгоритмов машинного обучения в управлении этими сложными задачами. Проанализируйте компромиссы между масштабируемостью, задержкой и согласованностью в этих системах.

Подробный список общих вопросов для собеседования по проектированию систем и основных понятий см. в разделе Грокинг интервью по проектированию систем.

В течение недели 3, когда вы анализируете эти модели реальных систем, обратите внимание на общие шаблоны, принципы и лучшие практики, которые появляются. Определите ключевые проблемы и компромиссы, присущие каждой системе, и рассмотрите, как различные проектные решения влияют на масштабируемость, доступность и производительность. Поняв мыслительный процесс, лежащий в основе этих проектов, вы разовьете более интуитивное представление о том, как подходить к подобным проблемам во время собеседований по проектированию системы.

В дополнение к изучению этих реальных примеров, продолжайте практиковаться с вопросами интервью по проектированию системы. Примените уроки, которые вы извлекли из этих тематических исследований, к гипотетическим проблемам и улучшите свои навыки решения проблем. К концу этой недели у вас будет четкое представление о том, как строятся успешные крупномасштабные системы, и вы будете хорошо подготовлены для решения широкого круга вопросов на собеседованиях по проектированию систем.

Затем, на неделе 4, вы сосредоточитесь на практических упражнениях, пробных собеседованиях и тонкой настройке подготовки, чтобы убедиться, что вы готовы к собеседованиям по проектированию системы.

Неделя 4: Практика, обзор и пробные интервью

В последнюю неделю вашего 30-дневного плана подготовки вы сосредоточитесь на практических упражнениях, просмотре пройденного материала и участии в пробных интервью, чтобы отточить свои навыки и укрепить уверенность. Эта неделя посвящена тонкой настройке вашего понимания концепций проектирования систем, совершенствованию методов решения проблем и выработке сильного мышления на собеседовании.

  1. Практические упражнения. Продолжайте работать над вопросами собеседования по проектированию системы, уделяя особое внимание областям, в которых вы чувствуете себя наименее уверенно. Потренируйтесь объяснять ход своих мыслей вслух и рисуйте диаграммы, чтобы проиллюстрировать свои решения. Это поможет вам более комфортно формулировать свои идеи и рассуждения во время интервью. Вы можете найти дополнительные практические задачи в Интернете, в книгах по подготовке к собеседованию или посоветовавшись с коллегами и наставниками.
  2. Обзор ключевых концепций. Потратьте некоторое время на обзор ключевых концепций, шаблонов и принципов системного проектирования, которые вы изучили во время подготовки. Создайте шпаргалку или карточки, которые помогут вам запомнить важную терминологию, определения и рекомендации. Еще раз просмотрите примеры из реальной жизни, которые вы изучали на неделе 3, и убедитесь, что у вас есть четкое представление об общих проблемах и компромиссах, связанных с крупномасштабными системами.
  3. Имитация интервью. Участвуйте в пробных интервью с друзьями, коллегами или наставниками, знакомыми с собеседованиями по проектированию систем. Это даст вам ценную практику в условиях низкого давления и поможет вам определить любые области, в которых вам нужно улучшить. Попросите оставить отзыв о вашем подходе к решению проблем, навыках общения и общей производительности. Используйте эту обратную связь, чтобы усовершенствовать свою технику и устранить любые недостатки.
  4. Точная настройка подготовки. На основе отзывов, полученных во время пробных собеседований, и вашей самооценки определите оставшиеся пробелы в ваших знаниях или области, в которых вам нужно больше практики. Выделите некоторое время для решения этих проблем и продолжайте работу над упражнениями по проектированию системы. Такой целенаправленный подход поможет вам стать более уверенным в своей способности справляться с широким спектром проблем проектирования систем во время собеседования.
  5. Разработайте сильный настрой на собеседование. Наконец, поработайте над формированием сильного настроя на собеседовании, сосредоточившись на позитивной визуализации, управлении стрессом и уверенности в себе. Практикуйте упражнения на глубокое дыхание, методы осознанности или другие стратегии релаксации, которые помогут вам оставаться спокойным и сосредоточенным во время интервью. Напомните себе о своих достижениях и тяжелой работе, которую вы вложили в подготовку. Развивая позитивный настрой, вы будете лучше подготовлены к тому, чтобы справиться с давлением собеседования и проявить себя наилучшим образом.

К концу этого 30-дневного плана подготовки вы должны чувствовать себя хорошо подготовленными и уверенными в своей способности решать вопросы собеседования по проектированию системы. Помните, что интервью могут быть непредсказуемыми, и невозможно подготовиться ко всем возможным сценариям. Однако, следуя этому структурированному подходу и уделяя время практике, анализу и самосовершенствованию, вы окажетесь в наилучшем положении для успеха на собеседованиях по проектированию системы.

Ресурсы системного дизайна и стратегия

Исходя из своего опыта, могу порекомендовать следующее:

Основы проектирования систем Grokking

Для младших инженеров я рекомендую Grokking the Object Oriented Design Interview.

Бонусные советы для успеха

Помимо соблюдения 30-дневного плана подготовки, вот несколько дополнительных советов, которые помогут вам добиться успеха на собеседовании по проектированию системы и выделиться среди конкурентов:

  1. Приспосабливайтесь. Во время собеседования вы можете столкнуться с неожиданными вопросами или незнакомыми проблемами. Сохраняйте спокойствие и помните, что интервьюеров больше интересует ваш мыслительный процесс и способность решать проблемы, чем «идеальное» решение. Будьте гибкими, адаптируйтесь к новой информации и не бойтесь задавать вопросы или делать предположения, если это необходимо.
  2. Не усложняйте: начните с простого высокоуровневого решения, прежде чем углубляться в детали. Это позволит вам заложить прочный фундамент и гарантирует, что вы не увязнете в сложностях слишком рано. Совершенствуя решение, сосредоточьтесь на постепенных улучшениях и устранении в первую очередь наиболее важных ограничений.
  3. Общайтесь эффективно. Четкое общение имеет решающее значение во время собеседования по проектированию системы. Обязательно формулируйте свои мысли и рассуждения по мере решения проблемы и не стесняйтесь просить разъяснений, если вы не уверены в каком-либо аспекте вопроса. Используйте диаграммы и наглядные пособия, чтобы проиллюстрировать свои идеи и сделать ваше решение более доступным для интервьюера.
  4. Будьте готовы к компромиссам. В реальных системах часто приходится идти на компромисс между производительностью, масштабируемостью, надежностью и другими факторами. Будьте готовы обсудить эти компромиссы и объяснить обоснование ваших решений. Демонстрация глубокого понимания различных соображений, связанных с проектированием системы, выделит вас среди других кандидатов.
  5. Учитесь на своих ошибках. После каждого собеседования найдите время, чтобы подумать о своей работе и определить области, в которых вы испытывали затруднения или допустили ошибки. Используйте эту обратную связь, чтобы направить свою будущую подготовку и сосредоточиться на устранении любых слабых сторон или пробелов в ваших знаниях. Постоянное совершенствование необходимо для успеха в конкурентном мире технических интервью.
  6. Будьте в курсе. Проектирование систем — это быстро развивающаяся область, и очень важно быть в курсе последних тенденций, технологий и передового опыта. Регулярно читайте статьи, посещайте вебинары и участвуйте в онлайн-форумах, чтобы обновлять свои знания и быть в курсе последних событий в отрасли.

Включив эти бонусные советы в свою стратегию подготовки, вы будете на пути к успешному прохождению собеседований по проектированию систем и получите работу своей мечты в технологической отрасли. Удачи и помните, что настойчивость и трудолюбие — залог успеха!

Заключение

Собеседования по проектированию системы могут быть сложными, но при правильной подготовке и структурированном 30-дневном плане вы можете значительно повысить свои шансы на успех. Посвящая время каждую неделю тому, чтобы сосредоточиться на основах, углубляться в конкретные темы, анализировать примеры из реальной жизни и практиковать фиктивные интервью, вы создадите прочную основу в концепциях системного проектирования и обретете уверенность, необходимую для успеха в этих интервью.

Помните, что ключом к успеху на собеседованиях по проектированию систем является не только овладение техническими знаниями, но и развитие сильных коммуникативных навыков, умение адаптироваться и учиться на своих ошибках. Включите бонусные советы, представленные в этом посте, чтобы еще больше улучшить свою подготовку и выделиться среди других кандидатов.

Наконец, не забывайте, что настойчивость и упорный труд имеют решающее значение для достижения ваших целей. Оставайтесь приверженными своей подготовке, продолжайте учиться и постоянно стремитесь к совершенствованию. Благодаря самоотверженности и настойчивости вы будете хорошо подготовлены к решению любого вопроса на собеседовании по проектированию систем и получите работу своей мечты в технологической отрасли. Удачи на вашем пути!

Взгляните на Интервью Grokking the System Design Interview, чтобы получить ответы на такие вопросы, как:

  1. Разработка службы обмена файлами, такой как Google Drive или Dropbox.
  2. Разработка популярной службы обмена сообщениями, такой как Facebook Messenger.
  3. Разработка сайтов популярных социальных сетей, таких как Twitter или Facebook.
  4. Разработка глобального сервиса потокового видео, такого как Youtube.
  5. Разработка глобальной службы заказа такси, такой как Uber.

Чтобы изучить архитектуру программного обеспечения и попрактиковаться в вопросах собеседования по продвинутому системному проектированию, ознакомьтесь с разделом Grokking the Advanced System Design Interview.



16 концепций системного дизайна, о которых я хотел бы знать до собеседования.
Интервью о освоении системного проектирования: основные концепции для каждого инженера-программистаlevelup.gitconnected.com





10 вопросов для собеседования по проектированию систем (с ответами), которые я хотел бы знать до собеседования
Подготовьте эти 10 вопросов по проектированию систем до собеседования, чтобы увеличить свои шансы на успех.levelup.gitconnected.com



Спасибо за прочтение