19 | 基础平台篇：回顾与总结

Jun 18, 2019

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19 | 基础平台篇：回顾与总结

2019-06-18 许式伟来自北京

《许式伟的架构课》

课程介绍

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讲述：丁伟

时长10:16大小9.45M

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你好，我是七牛云许式伟。
到今天为止，我们第一章 “基础平台篇” 就要结束了。今天，让我们对整章的内容做一个回顾与总结。
抽象信息世界的骨架基础平台篇主要涉及的内容如下。
这些内容如果展开来讲，每一系统（或模块）都会是很厚的一本书。我们的目的，当然不是为了取代这里每一个领域知识相关的专业书籍。
我们的核心目标是以架构为导向，抽象出系统的骨架，融会贯通，把这些领域知识串起来，拼出完整的信息世界的版图。
抽象出系统骨架的过程时信息必然是有损的，怎么才能做到忽略掉众多的实现细节，把系统以简洁易于理解的方式呈现出来？
这很大程度取决于你对系统的理解程度和抽象能力。如果我们把系统想象成一个人，大部分情况下我们比较容易对其进行详尽而具体的描述，好比下图。
这相对容易。因为你只需要陈述你看到的事实，而不必拷问背后的原因。但实际上为了在最短的时间里让别人理解你的想法，你也许应该这样来描述它，见下图。
当你不是在描述这个系统本身，而是描述它与其他系统的相互关系时，你可能需要进一步简化它，变成如下图这样。
抽象有助于记忆，因为骨架需要逻辑的自洽。
这种抽象能力之所以重要，是因为它是融会贯通、疏通整个信息世界的知识脉络的关键。当你做到对世界的认知可宏观、可微观，自然一切皆在掌握。
比如，本章我们首先介绍的是冯·诺依曼体系结构，我们把它抽象为“中央处理器（CPU）+ 存储 + 一系列的输入输出设备”，并给出了系统的示意图如下。
这个图相当笼统，并没有涉及中央处理器（CPU）指令设计的真正细节。比如，我们没有介绍栈（stack）这个概念，虽然它实际上也非常关键。
为什么需要引入栈？它在中央处理器中起到了什么样的作用？
要了解这个问题，你就需要深入到中央处理器的架构设计中去。如果你对梳理中央处理器的架构设计感兴趣，可以尝试写一篇介绍它的文字。
做这样的事情会对你非常的锻炼。“你自己理解一个事物”和“把你的理解表述成文，去引导其他人也能够理解它”，是完全不同难度的事情。
如果你对中央处理器的设计细节感兴趣，可以进一步查阅相关的参考资料。也欢迎与我分享你的心得体会。
基础平台篇的内容回顾这一章前面我们讲了些什么？为了让大家对第一章内容有个宏观的了解，我画了一幅图，如下。
首先，我们介绍了冯·诺依曼体系结构。从需求演进角度看，虽然我们信息科技发展日新月异，但是底层设计并没有发生过变化，非常稳定。从这一点来说，我们不能不佩服他们的远见。
随后，我们介绍了编程语言的演进。从汇编语言的诞生，出现了程序员这个新职业开始，此后编程语言的演进便进入高速发展期。
然而，尽管语言很多，但是编程范式的演进却并不剧烈。大家熟知的过程式、函数式、面向对象基本上能够把几乎所有的语言都囊括其中。Go 语言独树一帜地宣称自己是面向连接的语言，我们着重对比了面向对象与面向连接思想上的差异。
编程语言本身与业务架构的设计关联性不大，虽然模块规格的描述会借助语言的文法。但是语言长期演进所沉淀下来的社区资源，是我们架构设计所依赖的重要基础。充分利用好这些资源可以大大降低系统的研发成本。
最后，我们开始聊操作系统。从 UNIX => DOS => Windows/Mac/Linux => iOS/Android，从用户交互、进程管理、安全管理等角度看，操作系统的需求演变非常剧烈。
传统操作系统主要包含五个子系统：设备管理（包括存储设备、输入 / 输出设备、网络设备）、进程管理和安全管理。
输入 / 输出设备主要和交互有关，我们概要描述，基本上一笔带过。我会在后面 “桌面软件开发” 这一章再详加讨论。而服务端的交互比较简单，命令行基本上就满足需求，所以 “服务端开发” 一章我们不会再特意去展开。
另外，操作系统的商业模式也发生了剧烈的变化。
早期操作系统的营收模式以软件销售收入为主。但是从苹果的 iOS 开始，操作系统都无一例外地增加了以下三个模块：
账号（Account）；
支付（Pay）；
应用市场（AppStore）。
注意，这里我们说的账号是指互联网账号。传统操作系统虽然也有账号概念，但是，它是本地账号，属于多用户权限隔离所需。
而互联网账号的价值完全不同，它是支付和应用商店的基础。没有账号，就没有支付系统，也没有办法判断用户是否在应用市场上购买过软件。
实现了“帐号 - 支付 - 应用市场”这样的商业闭环，意味着操作系统的商业模式，从软件销售转向了收税模式。这类操作系统，我们称之为现代操作系统。所有现代操作系统，所凭借的都是自己拥有巨大的流量红利。
基础平台篇的参考资料概要回顾了我们 “基础平台篇” 的内容后，我们这里补充一下有助于理解我们内容的相关资料，如下。
有了本专栏梳理的骨架，相信对你学习和理解以上这些材料会一定的指引意义。
如果你有什么推荐的优秀参考资料，也欢迎在留言区分享，我补充到这个表格中来，我们一起来完善它。
架构之美在于悟信息世界是无中生有创造出来的，我们不需要去记忆，而是要找到创造背后的骨架和逻辑。
架构即创造。
学架构在于匠心和悟心。它靠的是悟，不是记忆。用思考的方式去记忆，而不是用记忆的方式去思考。
我们日常所依赖的基础平台，随处可见的架构之美，看到了，悟到了，就学到了。如果你只能从你自己写业务代码中感受架构之道，那么你可能就要多留些心思了。
比如，如果你日常用的是 Go 语言，那么你可以做一个作业：“谈谈 Go 语言之美”。你从 Go 语言的设计中感悟到了什么样的架构思维？当然如果你不常接触 Go 语言，可以给自己换一个题目，比如 “Java 语言之美”。
作为架构师，如何构建需求分析能力，尤其是需求的预判能力？
首先，归纳总结能力很重要。分析现象背后的原因，并对未来可能性进行推测。判断错了并不要紧，分析一下你的推测哪些地方漏判了，哪些重要信息没有考虑到。
另外，批判精神也同样至关重要。批判不是无中生有的批评，而是切实找到技术中存在的效率瓶颈和心智负担。尤其在你看经典书籍的时候，要善于找出现状与书的历史背景差异，总结技术演进的螺旋上升之路，培养科学的批判方法论。
结语今天我们对本章内容做了概要的回顾，并借此对整个基础平台的骨架进行了一次梳理。
我们最为依赖，也最为强调的，是抽象能力。它对于构建信息世界的骨架至关重要。为此我们需要不断改造自己的抽象体系。例如，前面 “02 | 大厦基石：无生有，有生万物” 这一讲中提到过：
引入了输入输出设备的电脑，不再只能做狭义上的“计算”（也就是数学意义上的计算），如果我们把交互能力也看做一种计算能力的话，电脑理论上能够解决的“计算”问题变得无所不包。
有同学留言问：输入 / 输出设备提供的明明是一种 IO 能力，怎么能够算得上是“计算”？
但是实际上，我们人类其实就是在这种“否定自己，不断延展自己的抽象体系”，补全自己的想象力。我们以数学中最为基础的 “数” 为例子。数的演化大概经历了：
自然数 => 整数 => 有理数 => 实数 => 复数
输入 / 输出能力算不算是“计算”？我们不妨以广义的“计算”角度来看。
输入（Input），无非是采集物理世界的信息，将其数字化，所以一个输入设备其实可以看作是一个模数转换的“算子”。只不过这个算子非 CPU 的指令可以表达。
输出（Output），无非是将数字内容反作用于物理世界，一个输出设备其实可以看作是一个数模转换的“算子”。同样，这个算子非 CPU 的指令可以表达。
计算机 CPU 自身只能做数数转换，输入是比特信息，输出还是比特信息。结合了输入 / 输出设备提供的数模和模数转换的 “算子”，连接了数字世界和物理世界的计算机，在数学上也就完备了。
如果你对今天的内容有什么思考与解读，欢迎给我留言，我们一起讨论。本章到此结束，我们将开始第二章：桌面开发的宏观视角。
如果你觉得有所收获，也欢迎把文章分享给你的朋友。感谢你的收听，我们下期再见。
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18 | 架构：需求分析 (下) · 实战案例

20 | 桌面开发的宏观视角

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精选留言(40)

Chen
2019-06-18
作为一个培训出来的程序员。认真拜读了基础篇，每一章都有醍醐灌顶的感觉。感谢许老师的分享
共 1 条评论
30
MJ
2019-06-18
大学有一个专业，叫计算机科学与技术，技术是学出来的，科学是悟出来的。
共 1 条评论
16
Geek__38012c6589d3
2019-06-18
可不可以讲下为什么不推荐c++了？
作者回复: 太复杂
共 2 条评论
15
川杰
2019-06-18
您好，我看了您的PPT：GO，Next C；有几个问题想请教下： 1、非侵入式接口。我其实完全不理解这个设计好在哪里，我甚至认为这是十分糟糕的设计。比如，当我在阅读代码的时候，想要知道这个类实现了哪些接口，我很难通过代码去直观的看出来。我觉得，优秀的代码应当是易读的，但是这样的设计不是反而增加了阅读的难度吗？ 2、极度简化但完备的OOP。OOP的核心价值，我个人理解最核心的就是单一职责原则，因为只有这个类职责明确了，才能高内聚，才能通过组合完成更多功能。请问您认为的核心价值是什么？望解惑，感谢！
展开
作者回复: 1、这个问题我在七牛云团队写的《Go语言编程》序言中有讲。简单说，接口继承最大的问题是搞错了接口的主体。其实接口是组件的使用方定义的，而不是组件的实现方定义的。这是根源。 2、单一职责和高内聚，那都是OOP使用者的事情，不是OOP的。作为产品，OOP提供的核心能力是类和类方法（成员函数）、接口（多态）、封装（Go提供了极简的访问权限控制）。
共 2 条评论
11
荆仙
2019-06-21
学了老师课真正感受到了架构的力量和美，真是处处皆架构，连课程目录也有如此良好的架构设计
8
keepal
2019-07-08
万丈高楼起于深厚的地基，也许程序员与架构师之间的差别，就在于对整个计算机的了解程度吧，而核心竞争力也来源于此吧！谢谢老师的分享~
7
honnkyou
2019-06-18
扩大“计算”含义的边界就连通了数字虚拟世界与物理世界。震惊到了。^_^
5
随心而至
2019-06-20
深入理解计算机系统，我觉得挺好，边学边做题。另外，很喜欢老师这种自底向上的教授方式，一眼就可以看出自己知识的盲点。
3
程序员小跃
2019-06-19
技术在精不在多，所以我一如既往地现在Java精进的道路上走着，回头可以好好试试看，尝试下“Java 语言之美”。在完成Java的基础上，再去感受更高的架构之美。
共 2 条评论
3
honnkyou
2019-06-18
老师，刘超老师的趣谈Linux有些啃不动。要怎么学好(学会)那么课，您有什么好的建议吗?
作者回复: 我试读过，觉得门槛的确比较高。建议先学习linux编程，而不是去读源码
3
诗泽
2019-06-18
许老师，人工智能被认为是下一波技术浪潮，您认为随着人工智能的发展它会架构的设计带来什么样的变化，架构师和做工程的同学应该应对这些变化呢？谢谢！
作者回复: 不用对人工智能的影响过于放大，我们可能会以加餐的方式谈一些热门技术话题的看法
3
魅影骑士
2021-09-14
许老师真是功力深厚、境界高深啊，融会贯通、流畅自然、行云流水，颇有道家的味道。
2
aiueo
2019-11-26
我学了go之后，觉得各种好，一个大牛跟我讲这些是挺好，还有很多不足，要是有什么什么就好了，他说的什么什么，可能就是批判性看待golang的吧。只有到达一个层次才能看的出那些不足，自己有了所谓的悟，才可以看出很多本质的问题。
2
NiceBlueChai
2021-05-26
推荐李忠老师的《穿越计算机的迷雾》(计算机组成原理,带点操作系统的东西), 如果想深入了解操作系统推荐看李忠老师的《x86汇编语言：从实模式到保护模式》
1
张初炼
2019-06-20
计算机组成原理（计算机体系结构）的“圣经”：计算机体系结构•量化研究方法。老师是否考虑把这本书加到参考资料里面？
作者回复: 多谢推荐
1
清歌
2019-06-18
请问一下，如果现在要做服务器端的开发，就必须要学go语言了？
作者回复: 当然不是必须的，条条大路通罗马
1
觉
2019-06-18
一门深入长时薰修
共 1 条评论
1
被讨厌的勇气
2019-06-18
我对基础平台的各个组件都有些许了解，但无法串联起来。而许老师用基础平台实例讲解架构需求，角度很新颖，立意很大，非常有助于将分散的知识点连接起来。课程很好很强大。
1
Aaron Cheung
2019-06-18
打卡19 fight
1
supermouse
2022-09-27 来自上海
计算机组成原理的参考资料，强烈推荐《编码：隐匿在计算机软硬件背后的语言》，对于理解CPU的工作方式会有很大帮助
作者回复: 多谢推荐

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