Ответ 1
Вы можете получить некоторое представление о внутренней структуре, изучив StacMan. Wrapper и StacManResponse в частности.
Update:
Существует также серия статей Кевина Монтроуза об эволюции и нюансах разработки StackExchange API: Stack Exchange API V2.0: Согласованность, История API-интерфейса стека, ошибки, например.
Страница производительности StackExchange содержит информацию о используемом стеке программирования: С# + ASP.net MVC, Dapper ORM, StackExchange.Redis, DotNetOpenAuth, MiniProfiler, Jil. И Архитектура видео содержит информацию о некоторых принципах разработки программного обеспечения SO.