CS Foundations

这一部分回答的是“软件为什么能这样运行，以及为什么要这样设计”。内容从单机资源管理与网络通信出发，逐步上升到代码结构、服务边界和分布式系统 tradeoff。

Computer Science Knowledge System

Understand the runtime, then design the system.

操作系统解释进程、内存、文件与 I/O；网络解释服务如何通信； OOD 和设计模式处理代码级结构；系统设计把这些约束组合成可扩展、可恢复的服务。

Operating SystemsComputer NetworksOODDesign PatternsDistributed Systems

From Runtime to Architecture

01Runtime

进程、线程、调度、虚拟内存、文件系统和 I/O 决定单机行为。

02Network

TCP、HTTP、DNS、RPC 与代理决定跨机器通信的语义和成本。

03Software Design

对象、接口、模式和模块边界控制变化如何在代码中传播。

04System Design

容量、存储、一致性、可用性与安全共同决定系统架构。

Knowledge Map

Runtime

Operating Systems

进程、内存、文件、设备、I/O、缓存与内核边界。

Communication

Computer Networks

从 IP、TCP 和 QUIC 到 HTTP、RPC、DNS、WebSocket 与 CDN。

Object scale

Object-Oriented Design

从需求澄清到核心对象、用例、类图、接口和正确性验证。

Change management

Design Patterns

识别变化点与稳定点，用创建、结构和行为模式表达协作关系。

Service scale

System Design

需求、容量、API、数据、服务、扩展、可用性和演进路线。

Distributed scale

Distributed Systems

复制、一致性、事务、故障与网络分区下的系统取舍。

Choose a Learning Path

Backend foundation

服务端基础路线

1. Process & Concurrency
2. Memory
3. I/O
4. TCP
5. HTTP

Software design

代码设计路线

1. OOD & 5C
2. Design Patterns
3. 接口、依赖与模块边界
4. Reusable Modules
5. 从对象设计过渡到服务设计

System interview

系统设计路线

1. Core Concepts
2. Storage
3. Availability
4. Distributed Systems
5. End-to-End Cases

A System-Design Answer Should Connect

维度	必须回答的问题
Requirements	核心场景、范围、SLO 和不做什么是什么？
Capacity	QPS、数据量、读写比、带宽和增长预期是什么？
Interface	API、事件和服务边界如何表达业务语义？
Data	数据模型、索引、分区、缓存与一致性如何选择？
Reliability	故障如何检测、隔离、恢复和降级？
Evolution	方案如何从 working solution 演进，而不是一次性过度设计？

How the Sections Connect

Algorithms explain the local computation inside each component →AI systems add model serving, evaluation, data, and agent execution constraints →Engineering notes cover concrete languages, databases, middleware, and operations →

Maintenance Principle

• 目录页负责建立地图、阅读顺序和跨章节连接。
• 专题页负责完整解释一个问题，优先加入例子、约束和 tradeoff。
• 案例页负责把基础知识串成具体方案，不重复堆砌定义。
• 同一主题从不同角度出现时，使用交叉链接说明关系，而不是复制相同内容。