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CS 四大件

一页读完版:CS 四大件 · 专区门户 —— 全部 87 篇可搜可筛、按现象反查、术语表、14 个 Lab 与 14 个实战案例,都在同一页。

文章索引

计算机系统全链路

序号文章内容
01CSER 必须先建立的底层通识计算机在处理什么、四类核心资源、抽象分层与成本模型
02按现象、资源、机制反查章节四张反查表,从现象、资源、机制、学习目标跳到对应章节
03跨学科速查:一段程序背后的四大件把一次执行的每一步对应到四门课,理清课程间依赖
04四大件底层术语索引五组高频术语的一句话定义,附反向记忆法
05四大件可操作练习14 个动手 Lab,从 bit 解释、溢出到死锁与 DNS TTL
06学完本章到底能解决什么问题14 个真实故障案例,用四大件知识倒推根因
07CS Four Core整套指南的读法、推荐学习路径与全局地图

状态、抽象、成本与可靠性

序号文章内容
0101. 信息、状态与状态转移把程序看成状态转移,用不变量和状态机理解 bug
0202. 抽象、接口与分层抽象与接口的本质、分层的收益与代价、分层排查思路
0303. 成本模型复杂度之外的真实成本:延迟、吞吐、排队与局部性
0404. 失败模型与可靠性部分失败、幂等、崩溃一致性,给一个操作做失败分析
0505. 表示、边界与解释规则同一段 bit 的多种解释:位宽、溢出、编码、字节序、对齐
0606. 数据搬运、缓冲与缓存缓冲吸收速度差、缓存省重复成本,外加零拷贝与序列化
0707. 控制流、状态机与协议从程序计数器到调用栈,协议和流程都是状态机
0808. 并发、时间与顺序竞态、原子性、可见性、有序性与 happens-before 直觉
0909. 调试、观测与证据链证据链调试法:定义现象、二分定位、最小复现、验证假设
10CS 通识基础通识九章的阅读顺序与读完要形成的直觉

数据结构

序号文章内容
0100. 从 0 开始理解数据结构用操作、成本、内存布局、不变量四个视角重看数据结构
0201. 复杂度、内存与数据访问成本最好最坏与摊还、内存连续性、指针与搬迁的真实开销
0302. 数组与动态数组连续内存与 cache 友好的来源,扩容策略与摊还 O(1)
0403. 链表指针串联的自由与代价:哨兵、双向循环、cache 不友好
0504. 栈与队列两种受限访问结构,从函数调用栈到环形队列与单调栈
0605. 哈希表哈希函数、冲突处理、负载因子与 rehash,O(1) 的前提
0706. 树、二叉树与搜索树树的递归本质、两种遍历、二叉搜索树的有序与退化
0807. 平衡树、红黑树与 B/B+ 树旋转控制高度,红黑树与 B+ 树各自适配内存和磁盘
0908. 堆与优先队列数组上的完全二叉树:上浮下沉、建堆、堆排序与 Top K
1009. 图两种存图方式、DFS 与 BFS、拓扑排序与最短路
1110. 字符串结构KMP 前缀表的直觉、Trie 与自动机、字符编码边界
1211. 位图、布隆过滤器与跳表位图省空间、布隆容忍误判、跳表用随机层数换平衡
1312. 数据结构选型先列操作再选结构:十个判断问题加一张选型速查表
14数据结构学习路线与每章通用的固定分析模板

计算机组成原理

序号文章内容
0100. 从 0 开始理解计算机组成原理存算控 IO 最小模型、冯诺依曼结构与取指执行循环
0201. 二进制、数据表示与存储单位bit 到 byte、字符编码与码点、大小端、地址与对齐
0302. 整数、补码与溢出补码为什么好用:整数环、溢出判定与位运算
0403. 浮点数IEEE 754 的结构、舍入与大数吃小数,金额为什么不用浮点
0504. CPU 与指令执行指令生命周期、流水线冒险、分支预测与乱序执行
0605. 寄存器、ALU 与控制器寄存器、ALU 与控制器组成数据通路,标志位与栈帧
0706. 存储层次结构存储为什么分层:局部性、延迟阶梯、每层缓存下一层
0807. Cache 原理cache line、映射与替换、写策略、多核一致性与伪共享
0908. 总线、外设与 IO总线与设备控制器,轮询、中断、DMA 三种 IO 方式
1009. 中断与 DMA中断向量与现场保存、中断风暴,DMA 与零拷贝的关系
1110. 硬件视角的性能模型先分 CPU、内存、IO bound,再算 Big-O 之外的成本
12计算机组成原理学习路线与硬件层的固定观察点

操作系统

序号文章内容
0100. 从 0 开始理解操作系统应用、内核、硬件三层结构,用户态内核态与核心抽象
0201. 进程、线程与 CPU 调度进程线程的边界、调度与状态流转、上下文切换成本
0302. 系统调用陷入内核的完整流程、文件描述符与两级缓冲区
0403. 内存管理虚拟地址翻译:页表、TLB、缺页、COW、swap 与 OOM
0504. 并发与同步互斥锁、自旋锁、信号量、条件变量,死锁与优先级反转
0605. 文件系统inode、打开文件表与页缓存,写成功不等于落盘
0706. IO 模型从阻塞到 epoll 的演进、水平边缘触发、Reactor 与背压
0807. 设备、驱动与中断设备控制器与驱动的分工、中断为什么要快、设备即文件
0908. Socket 与内核网络栈connect 与 listen 的内核动作、收发缓冲区与字节流本质
1009. 进程间通信与信号六种进程通信方式与选型,信号的危险和僵尸进程
1110. 虚拟化、容器与资源隔离VM 与容器的本质差异:namespace 隔离、cgroup 限资源
1211. 性能与排障按 CPU、内存、IO、锁、网络五类拆解性能问题
13操作系统学习路线与内核视角的固定观察点

计算机网络

序号文章内容
0100. 从 0 开始理解计算机网络一次访问的完整路径、各层地址与单位、网络不保证什么
0201. 分层、封装与解封装五层模型逐层职责、封装解封装与 MTU 分片
0302. 物理层、链路层与以太网MAC 地址、以太网帧与交换机,帧在局域网内如何送达
0403. IP、子网与路由IPv4 与子网、默认网关、路由表与公网私网边界
0504. ARP、ICMP 与 NATARP 查 MAC、ICMP 做诊断、NAT 转地址,ping 与 traceroute
0605. UDP无连接数据报的取舍:省掉哪些保证、换来什么场景
0706. TCP 基础序号与重传撑起可靠字节流,握手挥手与 TIME_WAIT
0807. TCP 流量控制、拥塞控制与性能流量控制护接收方、拥塞控制护网络,慢启动与 Nagle
0908. DNS递归解析链路、记录类型、缓存 TTL 与流量调度
1009. HTTP/1.1、HTTP/2、HTTP/3方法语义、状态码、Header 与缓存,三代版本演进
1110. TLS/HTTPS证书信任链与握手流程,HTTPS 保护什么不保护什么
1211. 代理、网关、负载均衡与 CDN四种中间层的职责、来源 IP 还原与 502/503/504 定位
1312. 网络排障按阶段切分故障、区分可达与可用,证据工具与排障模板
14计算机网络学习路线与网络分层的固定观察点

跨栈通用机制

序号文章内容
0101. IO 多路复用与事件循环select 到 epoll 三代演进,同一骨架从 Redis 跑到 Kafka
0202. 定长块:从内存分页到 InnoDB 数据页为什么处处是定长块:OS 页、InnoDB 页、磁盘块与 Kafka 段
0303. 缓存分层:同一个思想从 CPU 到 CDN一次请求穿过的七层缓存,从 CPU 缓存行到 CDN
0404. 日志先行:WAL、redo、AOF 与消息队列的共同根顺序写的红利:redo、binlog、AOF 与 Kafka 的共同根
0505. 主从复制:复制的都是日志MySQL、Redis、Kafka 复制对照,复制的载体都是日志
0606. 心跳、多数派与选主:哨兵在每个系统里的名字心跳判死、多数派选主的配方,纪元编号如何防脑裂
0707. 分片:一台装不下之后的所有套路取模、一致性哈希、槽位映射三代路由与热点问题
0808. 间接层:反向代理、网关与所有中间人间接层只做一件事:名字与位置解耦,从页表到注册中心
0909. 池化复用:线程池、连接池与内存池池的通用四件事,ThreadPoolExecutor 与 HikariCP 拆解
1010. 写时复制与多版本:fork、MVCC 与不可变从 fork、CopyOnWrite 到 MVCC,多版本思想的形态与代价
1111. 批处理:攒一批,摊掉固定成本pipeline、组提交、Kafka 攒批与 Nagle,批处理的账单
1212. 惰性与摊销:渐进式 rehash 与过期删除渐进式 rehash、惰性过期、按需调页,大成本摊成小账
1313. 大一统:十二个思想在四大件和技术栈里的复现总图三条硬件事实推出十二个思想,外加幂等与重试这条暗线
1414. 需求驱动的演进链:每一代技术都是上一代的病历会话、HTTP、分布式锁、GC 等七条链,每代都在治旧病
1515. 解耦:从 IoC、SPI 到控制面与数据面IoC、SPI、事件观察者三种解耦方向,以及各自的代价
1616. 双空间轮换:S0/S1、双 dict 与蓝绿部署S0/S1、双 dict、蓝绿部署,新旧两空间轮换的同一骨架
17跨栈通用机制学习路线与十六章机制的固定观察点