计算机系统基础

40-systems15-computing/ 的第四支柱,关注长期稳定的系统原理——软件工程师需要理解的那层知识:为什么 cache miss 很贵,TCP 怎么在不可靠链路上构造可靠传输,数据库事务为什么需要 WAL,分布式存储为什么无法同时满足一致性和可用性。

这些原理不会因为工具更迭而过时。理解它们,是理解所有上层技术(云原生、平台工程、可观测性)的基础。


一、目录

40-systems/
├── 00-systems-MOC.md                                          ← 本文件

├── 10-hardware/                                               # 计算机硬件(7 篇)
│   └── 00-hardware-MOC.md                                     ← 冯·诺依曼架构到异构计算

├── 20-linux/                                                  # Linux 系统(13 概念 + 7 专题)
│   └── 00-linux-MOC.md                                        ← 进程·内存·文件·系统调用·网络·存储·可观测性

├── 30-virtualization/                                         # 虚拟化系统(4 篇)
│   └── 00-virtualization-MOC.md                              ← Hypervisor 原理 / KVM / MicroVM / 云时代演进

├── 40-networking/                                             # 计算机网络(23 篇)
│   └── 00-networking-MOC.md                                   ← 链路层到应用层,CDN 到服务网格

├── 50-storage/                                                # 存储系统(11 篇)
│   └── 00-storage-MOC.md                                      ← 文件系统到数据湖,对象存储到 CSI

└── 60-data-systems/                                           # 数据系统(19 篇)
    └── 00-data-systems-MOC.md                                 ← 关系模型到云原生数据库,向量存储

二、各系列导航

计算机硬件

冯·诺依曼框架的各个组件:处理器、存储层次、持久化介质、互联总线、SoC 集成,以及 GPU/TPU 异构计算。

计算机硬件 MOC


Linux 系统

Linux 作为操作系统的工作原理:进程、内存、文件、权限、系统调用、启动、服务、Shell、包管理、网络、存储、可观测性。附 7 个专题(故障排查 / 系统管理 / 网络 / 安全 / 存储 / 性能 / 开发者工具)。

Linux 系统 MOC


虚拟化

从 Hypervisor 的硬件原理(VT-x / Type 1 vs Type 2)到 KVM/QEMU 的 Linux 实现,再到 MicroVM 与容器融合(Kata / Firecracker),最终到云时代虚拟化的范式演进(AWS Nitro / Confidential Computing)。

虚拟化系统 MOC


计算机网络

从链路层到应用层的核心协议,以及 CDN、Zero Trust、WireGuard、容器网络、eBPF、服务网格等现代网络范式。

计算机网络 MOC


存储系统

文件系统、RAID、存储协议、存储性能、存储引擎,以及对象存储、Ceph、Kubernetes CSI、数据湖等云原生存储范式。

存储系统 MOC


数据系统

关系型数据库、NoSQL、SQL、存储引擎内核,以及 PostgreSQL / Redis / MongoDB / ClickHouse 等主流实现,和 Serverless 数据库、BaaS、数据库分支、向量数据库等云原生范式。

数据系统 MOC


三、跨系列关联

本系列关联目标关联方向
硬件 →Linux 系统物理层(Cache / 特权级 / NVMe)是 OS 抽象的硬件基础
Linux →云原生与平台工程namespace / cgroups / eBPF 是容器和平台工程的内核基础
网络 →安全工程TLS / PKI / Netfilter 是安全工程的网络层
存储 →数据系统存储引擎(B-Tree / LSM)是数据库内核的底层
数据系统 →软件架构CQRS / Event Sourcing / 向量数据库是架构设计的数据层