Corso System Design Interview

Lezione 1 • Comunicare efficacemente i progetti

Illustra come narrare ad alta voce le decisioni progettuali e disegnare diagrammi chiari sotto pressione di tempo. Migliora direttamente i punteggi delle prestazioni al colloquio.

Lezione 2 • Framework strutturato per la risoluzione dei problemi

Insegna un metodo in quattro fasi ripetibile: chiarire i requisiti, stimare la scala, progettare i componenti e discutere i compromessi. Ancora ogni sessione di progettazione a un processo coerente.

Lezione 3 • Vocabolario e concetti fondamentali

Introduce la terminologia essenziale: latenza, throughput, disponibilità e coerenza. Fornisce un linguaggio condiviso utilizzato in tutti i capitoli successivi.

Lezione 4 • Cosa verificano i colloqui di progettazione dei sistemi

Chiarisce i criteri di valutazione utilizzati dagli intervistatori e come i round di progettazione differiscono dai round di codifica. Stabilisce le aspettative per l'intero corso.

Lezione 1 • Dimensionamento di calcolo e memoria

Spiega come dimensionare server, core CPU e RAM in base al carico di richieste e al costo di elaborazione. Fonda le decisioni hardware su un ragionamento quantitativo.

Lezione 2 • Stima di storage e larghezza di banda

Illustra la stima del volume di dati per evento, lo storage totale nel tempo e la larghezza di banda di rete. Collega le esigenze di storage alle scelte di database e infrastruttura.

Lezione 3 • Stima del traffico e del tasso di richieste

Insegna come derivare le query al secondo dagli utenti attivi giornalieri e dai modelli di utilizzo. Produce la baseline di traffico che guida tutte le decisioni di capacità.

Lezione 1 • Nozioni di base su DNS, CDN e bilanciamento del carico

Spiega come il traffico viene instradato dal client al server attraverso la risoluzione DNS, le CDN e i bilanciatori del carico. Collega il networking agli obiettivi di disponibilità e latenza.

Lezione 2 • Fondamenti di HTTP e REST

Rivede i metodi HTTP, i codici di stato e i vincoli REST rilevanti per la progettazione delle API. Stabilisce la conoscenza di base del protocollo presupposta in tutte le discussioni sulle API.

Lezione 3 • Modelli RPC e gRPC

Introduce la semantica delle chiamate di procedura remota e come gRPC migliora REST per i servizi interni. Prepara i candidati a discutere la comunicazione da servizio a servizio.

Lezione 1 • Scegliere la giusta soluzione di storage

Fornisce un framework decisionale per selezionare lo storage in base ai modelli di accesso, alle esigenze di coerenza e alla scala. Sintetizza tutta la conoscenza sullo storage in una guida pratica per il colloquio.

Lezione 2 • Categorie di database NoSQL

Esamina i database chiave-valore, documentali, a famiglie di colonne e a grafo con i loro casi d'uso ideali. Consente ai candidati di abbinare i modelli di dati ai motori di storage.

Lezione 3 • Sharding e partizionamento del database

Insegna le strategie di partizionamento orizzontale, inclusi lo sharding per intervallo, hash e basato su directory. Affronta la prevenzione degli hotspot e le sfide delle query cross-shard.

Lezione 4 • Database relazionali e progettazione SQL

Illustra la normalizzazione dello schema, le strategie di indicizzazione e l'ottimizzazione delle query per gli archivi relazionali. Fornisce le basi SQL necessarie prima di esplorare le alternative NoSQL.

Lezione 1 • Cache-Aside, Write-Through e Write-Back

Confronta i tre modelli principali di popolamento e scrittura della cache con i loro compromessi di coerenza. Consente la corretta selezione del modello per qualsiasi carico di lavoro di lettura o scrittura.

Lezione 2 • Fondamenti e terminologia del caching

Definisce hit, miss, evizione e TTL della cache, e spiega dove le cache si inseriscono in un sistema. Stabilisce il vocabolario utilizzato in tutto il capitolo.

Lezione 3 • Progettazione di cache distribuite

Illustra l'hashing coerente, la topologia del cluster di cache e la gestione dei guasti dei nodi nelle cache distribuite. Estende la conoscenza della cache a nodo singolo a sistemi di livello produttivo.

Lezione 4 • Invalidazione della cache e prevenzione dello stampede

Affronta i problemi più difficili del caching: dati obsoleti, thundering herd e avvelenamento della cache. Fornisce ai candidati gli strumenti per discutere la correttezza della cache in scenari ad alto traffico.

Lezione 1 • Scalabilità orizzontale vs. verticale

Contrappone l'aumento delle risorse hardware all'aumento del numero di istanze, inclusi i compromessi di costo e complessità. Stabilisce la filosofia di scalabilità alla base di ogni progettazione di sistemi distribuiti.

Lezione 2 • Bilanciamento del carico in profondità

Illustra il bilanciamento del carico di Livello 4 vs. Livello 7, le sessioni sticky e il bilanciamento globale del carico dei server. Collega la distribuzione del carico agli obiettivi di prestazioni e disponibilità.

Lezione 3 • Modelli di ridondanza e failover

Insegna la ridondanza attivo-attivo e attivo-passivo, il failover automatico e l'elezione del leader. Si collega direttamente alla progettazione di sistemi che soddisfano SLO di alta disponibilità.

Lezione 4 • Rate limiting e throttling

Spiega gli algoritmi token bucket, leaky bucket e finestra scorrevole per controllare la frequenza delle richieste. Protegge la stabilità del sistema durante picchi di traffico e da client abusivi.

Lezione 1 • Backpressure e gestione delle code

Insegna come rilevare e gestire l'overflow della coda, il ritardo del consumer e la propagazione della backpressure. Impedisce che le pipeline asincrone diventino colli di bottiglia sotto carico.

Lezione 2 • Publish-Subscribe ed event streaming

Illustra il fan-out publish-subscribe, il partizionamento dei topic e la meccanica dei gruppi di consumer per stream ad alto throughput. Consente la progettazione di architetture event-driven su larga scala.

Lezione 3 • Idempotenza e semantica exactly-once

Spiega come progettare consumer idempotenti e ottenere un'elaborazione exactly-once nonostante i tentativi. Affronta la correttezza nei sistemi asincroni distribuiti.

Lezione 4 • Code di messaggi e code di attività

Introduce i modelli produttore-consumatore, la semantica delle code e la consegna at-least-once vs. exactly-once. Fornisce le basi per tutte le progettazioni di elaborazione asincrona.

Lezione 1 • Progettare un sistema di chat in tempo reale

Costruisce un'architettura di chat che copre connessioni WebSocket, archiviazione dei messaggi e rilevamento della presenza. Combina protocolli in tempo reale, code asincrone e progettazione dello storage.

Lezione 2 • Progettare un file storage distribuito

Progetta un file storage basato su chunk con gestione dei metadati, replica e flusso di upload. Applica i concetti di storage distribuito e coerenza a un sistema concreto.

Lezione 3 • Progettare un feed di social media

Illustra il fan-out in scrittura vs. lettura, il ranking e la paginazione per un sistema di feed di notizie. Integra messaggistica asincrona, caching e sharding del database in un unico progetto.

Lezione 4 • Progettare un abbreviatore di URL

Analizza i requisiti, la generazione delle chiavi, lo storage e il flusso di reindirizzamento per un servizio di abbreviazione URL. Dimostra l'applicazione combinata delle competenze di stima, storage e caching.

Lezione 5 • Progettare un servizio di localizzazione per ride-sharing

Illustra l'indicizzazione geospaziale, gli aggiornamenti di posizione in tempo reale e l'abbinamento autista-passeggero su larga scala. Dimostra la combinazione di streaming, caching e strutture dati geospaziali.