System Design Interview: 10 häufige Fragen im Bewerbungsgespräch für Systemdesigner

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Systemdesigner sind IT-Spezialisten, die ein Computersystem entwerfen oder aktualisieren, das auf die Bedürfnisse eines Unternehmens zugeschnitten ist. In dieser Funktion berücksichtigen Sie Software, Hardware, Telekommunikation und Datenbanken und finden heraus, wie alles für die Endbenutzer zusammenpasst. 

Um sich auf ein bevorstehendes Vorstellungsgespräch in dieser IT-Rolle vorzubereiten, sollten Sie sich mit den Anforderungen des Gesprächspartners vertraut machen, indem Sie mögliche Fragen zum System Design Interview üben, Fragen erkunden, die Sie dem Gesprächspartner stellen können, und weitere Tipps für ein erfolgreiches Vorstellungsgespräch für Ihre Wunschstelle erhalten. 

System Design Interview: 10 Fragen im Vorstellungsgespräch

Um sich auf diese Art von Vorstellungsgespräch vorzubereiten, sollten Sie sich einige Zeit nehmen, um Ihre Fähigkeiten und typischen Arbeitsaufgaben zu überprüfen. 

Um Ihnen dabei zu helfen, können Sie sich mit den folgenden häufig gestellten Fragen und den darauf folgenden Antworten auf ein Vorstellungsgespräch für Systemdesigner vertraut machen.

1. Wie würden Sie ein Empfehlungssystem entwerfen?

Was Sie wirklich gefragt werden: Welche Kenntnisse und Erfahrungen haben Sie bei der Entwicklung von Empfehlungssystemen?

Empfehlungssysteme (oder „Recommender Systems“) geben, wie der Name schon sagt, Empfehlungen an Benutzer auf der Grundlage ihres Verhaltens. Es handelt sich dabei um eine Art Informationsfiltersystem, das auf E-Commerce-Websites und Streaming-Plattformen sehr beliebt geworden ist. Netflix beispielsweise verfügt über ein starkes Empfehlungssystem, das den Nutzern basierend auf ihren Sehgewohnheiten neue Serien empfiehlt. 

Um zu zeigen, dass Sie die Entwicklung eines inhaltsbasierten Empfehlungssystems verstanden haben, sollten Sie die folgenden Komponenten eines Empfehlungssystems auf hohem Niveau erläutern:

• Generierung von Kandidaten

• Wertung

• Neueinstufung

Wenn Sie können, passen Sie Ihre Antwort an das Unternehmen an. Wenn das Unternehmen z. B. plant, zum Zeitpunkt des Kaufs zusätzliche Produkte zu empfehlen, gehen Sie auf diese Situation ein. 

Diese Frage könnte auch anders formuliert werden:

• Welche Art von Empfehlungssystem würden Sie für unsere Website vorschlagen?

• Welche Erfahrungen haben Sie mit der Entwicklung von Empfehlungssystemen gemacht?

2. Erklären Sie den Unterschied zwischen NoSQL-Systemen und SQL-Systemen?

Was Sie wirklich gefragt werden: Haben Sie Kenntnisse über Datenabfragen und die dafür verwendeten Systeme? 

SQL steht für „Structured Query Language“ (Strukturierte Abfrage-Sprache) und ist eine bekannte Programmiersprache, die auf die 1970er Jahre zurückgeht und bei der Verwaltung von Daten hilft. Ihr wichtigster Anwendungsfall ist die Abfrage relationaler Daten. 

SQL hat zwar immer noch seinen Platz in der Systementwicklung, aber der wachsende Bedarf an der Erfassung und Auswertung von Daten hat den Weg für NoSQL, eine nicht-relationale Datenbank, geebnet. Sie bietet andere Strukturen und mehr Flexibilität. 

Die beiden Sprachen unterscheiden sich jedoch in einigen Punkten. 

Diese Frage kann auch in anderer Form gestellt werden:

• Erklären Sie, wann Sie SQL oder NoSQL verwenden würden.

• Was würden Sie für die Bedürfnisse unseres Unternehmens vorschlagen? SQL oder NoSQL?

3. Erklären Sie, wie Web-Crawler aufgebaut sind.

Was Sie wirklich gefragt werden: Wie viel wissen Sie über die Funktionsweise von Webcrawlern?

Erklären Sie zunächst, was ein Webcrawler ist. Ein Webcrawler indiziert Inhalte und hilft dabei, relevante Informationen für eine Suche zu finden. Bekannte Suchmaschinen wie Google und Bing verwenden Webcrawler. 

Um einen Webcrawler zu entwerfen, können Sie:

• eine Entwurfsspezifikation auf der Grundlage der Anforderungen schreiben

• eine Implementierungsspezifikation schreiben

• die Datenstrukturen und Operationen des Crawlers berücksichtigen

• den Code zur Erstellung des Crawlers implementieren

Diese Frage kann auch anders formuliert werden:

• Wie würden Sie einen Web-Crawler entwerfen?

• Welche Art von Architektur würden Sie verwenden, um einen Webcrawler zu entwerfen?

4. Was ist Caching?

Was Sie wirklich gefragt werden: Welche technischen Erfahrungen haben Sie mit Caching gemacht, und welche Arten von Caching gibt es?

Caching ist die Art und Weise, wie eine Website Kopien von Dateien vorübergehend speichert, um die Geschwindigkeit oder Funktionalität zu verbessern. Eine Website kann z. B. HTML-Dateien zwischenspeichern, um Websites schneller zu laden. 

Es gibt verschiedene Arten des Caching, darunter CDN und DNS-Caching. CDN (Content Delivery Network) speichert Inhalte auf Proxy-Servern in der Nähe, um sie schneller bereitzustellen. Domain Name System (DNS) Caching findet auf DNS-Servern statt, die Lookups speichern, um IP-Adressen sofort zu liefern. 

Diese Frage kann auch andere Formen annehmen:

• Warum ist Caching wichtig?

• Was ist der Unterschied zwischen CDN- und DNS-Caching?

5. Erklären Sie den Unterschied zwischen horizontaler und vertikaler Skalierung.

Was Sie wirklich gefragt werden: Sind Sie in der Lage, unsere Skalierungsanforderungen zu erfüllen?

Horizontale und vertikale Skalierung dienen dazu, die Cloud-Computing-Leistung zu erhöhen, um Kunden besser bedienen zu können. 

Bei der horizontalen Skalierung werden dem Netzwerk weitere Maschinen hinzugefügt, um die Verarbeitungs- und Speicherlasten auf mehrere Maschinen zu verteilen und eine höhere Effizienz zu ermöglichen. 

Bei der vertikalen Skalierung werden vorhandene Maschinen aufgerüstet, um die Effizienz zu steigern, z. B. durch Aufrüstung des Arbeitsspeichers. Durch diese Art von Aktualisierungen entfällt die Notwendigkeit, den Code zu aktualisieren, was die Implementierung einfacher macht als die horizontale Skalierung. 

Diese Frage könnte auch anders formuliert werden:

• Was ist am einfachsten durchzuführen, horizontale oder vertikale Skalierung?

• Wir denken darüber nach, unsere Cloud-Rechenleistung vertikal zu skalieren. Was sind die Vor- und Nachteile dieser Vorgehensweise?

6. Was ist Sharding?

Was Sie wirklich gefragt werden: Wie hoch ist Ihre Kompetenz bei der Skalierung von Datenbanken?

Beim Data-Sharding wird ein Datensatz in kleinere Datenbanken aufgeteilt. Wenn Sie eine 1-Tonnen-Datenbank in vier Datenbanken mit jeweils 256 MB aufteilen, wird das System gesplittet. Durch die Erstellung dieser Partitionen erhöhen Sie den Durchsatz, die Speicherkapazität und die Verfügbarkeit.

Diese Frage kann auch andere Formen annehmen:

• Warum sollten Sie eine Datenbank splitten?

• Wie würden Sie unsere Ein-Maschinen-Datenbank splitten?

7. Was sind die häufigsten Arten von Systemdokumentation im Systementwurf?

Was Sie wirklich gefragt werden: Welche Art von Dokumentation haben Sie in der Vergangenheit erstellt?

Die Systementwicklungsdokumentation ist so etwas wie ein Handbuch für das System eines Unternehmens. Sie bietet einen Überblick über die Merkmale, Funktionen, das Design und die Implementierung des Systems. Diese Dokumente halten alle Beteiligten auf dem Laufenden und gewährleisten, dass neue Mitarbeiter bei Bedarf einsteigen können. 

Sie können mit mehr als einem Dutzend Arten von Systemdokumentation arbeiten, aber einige der häufigsten sind:

• Prozessdokumentation: Entwicklung und Pflege von Aufzeichnungen 

• Dokumentation von Standards: Festgelegte Normen

• Systemdokumentation: Auflistung der Fähigkeiten, des Designs, der Einschränkungen und des Betriebs

Diese Frage kann auch in anderer Form gestellt werden:

• Welche Systemdokumentationen finden Sie am hilfreichsten?

• Falls Sie für diese Stelle ausgewählt werden, welche Art von Systemdokumentation würden Sie aktualisieren oder einführen?

8. Erläutern Sie die verschiedenen Entwurfsprobleme in verteilten Systemen?

Was Sie wirklich gefragt werden: Sind Sie mit verteilten Systemen vertraut?

Verteilte Systeme sind eine Gruppe von Komponenten auf verschiedenen Systemen, die zusammenarbeiten. Zu den Herausforderungen bei der Entwicklung dieser Art von Systemen gehören:

• Das Fehlen von globalem Wissen

• Skalierbarkeit

• Kompatibilität

• Synchronisierung von Prozessen 

• Sicherheit

Diese Frage kann auch in anderer Form gestellt werden:

• Welche Herausforderungen sehen Sie bei einem verteilten System?

• Nennen Sie die vorhersehbaren Probleme, die Sie mit einem verteilten System haben würden.

9. Wie würden Sie die automatische Vervollständigung für eine Suchmaschine gestalten?

Was Sie wirklich gefragt werden: Haben Sie das nötige Wissen, um eine Autovervollständigungsfunktion zu entwerfen?

Die Autovervollständigung sagt den Rest einer Suchanfrage voraus. Wenn jemand nach „Karrierechancen im Bereich [...]“ sucht, zeigt die Autovervollständigung ihre Vorhersagen in einem Dropdown-Menü an, nachdem ein Benutzer das erste Wort (oder mehrere Wörter) eingegeben hat. 

Für die Entwicklung dieser Funktion benötigen Sie Kenntnisse dieser Konzepte, die Sie Ihrem Gesprächspartner erklären können:

• Trie-Datenstruktur

• Suffix-Baum-Algorithmus 

• Minimaler DFA

Diese Frage kann auch anders formuliert werden:

• Was ist der Zweck der automatischen Vervollständigung?

• Mit welchen Herausforderungen könnten Sie beim Entwurf einer Autovervollständigung konfrontiert werden?

10. Wie wird eine API-Ratenbegrenzung entworfen?

Was Sie wirklich gefragt werden: Sind Sie mit dieser Entwurfsebene vertraut? 

Die Funktion der API-Ratenbegrenzung besteht darin, die Systemanforderungen zu regulieren, um eine Überlastung des Systems zu vermeiden. Sie könnten Sie (Teil-)Aufgaben der Systemanforderungen folgendermaßen beschreiben:

• Anforderungen überlegen

• Skizzierung des High-Level-Designs beginnen

• Die einzelnen Elemente eines detaillierten Entwurfs beschreiben.

• Einen Algorithmus für den Ratenbegrenzer erstellen 

Andere Formen, die diese Frage annehmen könnte:

• Was ist eine API-Ratenbegrenzung?

• Was ist der wichtigste Schritt beim Entwurf einer API-Ratenbegrenzung?

Fragen an den System Design Interviewer

Am Ende des Gesprächs haben Sie die Möglichkeit, Ihre eigenen Fragen zu stellen. Dies ist ein guter Zeitpunkt, um sich einen Überblick über das Unternehmen zu verschaffen und herauszufinden, ob es zu Ihnen passt. Hier sind ein paar Fragen, die Sie sich überlegen sollten:

• Wie sieht ein typischer Tag als Systementwickler bei Unternehmen X aus?

• Welche Erwartungen haben Sie an mich in dieser Funktion?

• Welche Ziele sollte ich mir für die ersten 90 Tage setzen?

• Wie wird meine Leistung in dieser Rolle bewertet?

Vorbereitung auf das System Design Interview

Nehmen Sie sich vor dem Vorstellungsgespräch mehrere Stunden Zeit, um sich vorzubereiten. In dieser Zeit sollten Sie Ihre Gesprächstechniken verbessern und sich über das Unternehmen informieren. Teilen Sie Ihre Zeit in diese drei Abschnitte ein:

• Recherche: Recherchieren Sie das Unternehmen im Internet, lesen Sie Artikel und durchsuchen Sie soziale Medien.

• Mögliche Fragen herausfinden: Erstellen Sie eine Liste (oder finden Sie eine passende Liste möglicher Fragen), die sich auf eine passende Stelle beziehen.

• Antworten üben: Gehen Sie die Antworten für jede Frage durch.

Sie können zusätzlich einen Freund bitten, ein Vorstellungsgespräch mit Ihnen durchzuspielen, damit Sie üben können. Ziehen Sie sich entsprechend an, achten Sie auf Ihre Körpersprache und üben Sie alles, vom einleitenden Händedruck bis zur Beantwortung von Fragen.

Branchenaussichten

Viele Berufe, die als hoch automatisierbar gelten, können aufgrund des strukturellen Wandels in Zukunft weniger benötigt werden. Dies bedeutet jedoch nicht zwingend, dass diese Berufe verschwinden werden. Vielmehr wird erwartet, dass die Tätigkeiten sich verändern und neue Kompetenzen erforderlich werden. Besonders kreative und spezialisierte Tätigkeiten, wie das Erstellen von 3D-Zeichnungen und die Nutzung von CAD-Software, bleiben relevant und unersetzlich.

Die Digitalisierung verkürzt Entwicklungszeiträume und steigert die Nachfrage nach Fachkräften, die mit modernen Technologien umgehen können. Daher werden Systemdesigner weiterhin eine wichtige Rolle spielen, um die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen zu gewährleisten. Mit einer entsprechenden Aufstiegsfortbildung können Systemdesigner attraktive Gehälter erzielen und sich in einem dynamischen und zukunftssicheren Berufsfeld behaupten.

Erste Schritte mit Coursera

Wenn Sie sich besser auf ein System Designer Interview vorbereiten möchten, können Sie einen Online-Kurs belegen, wie z. B. Erfolgreiches Interviewen auf Coursera. Hier lernen Sie, wie Sie den Markt recherchieren, einen starken ersten Eindruck hinterlassen und Fragen im Vorstellungsgespräch selbstbewusst beantworten.