【510→计算机】架构思维1

01架构设计的宏观视角

无论是什么样的智能电子设备，手机也好，汽车也罢，它们都可以称为"电脑"。所有的电脑都可以统一看作由"中央处理器+存储+一系列的输入输出设备"构成。

为何电脑能够完成这么多复杂而多样化的工作？

第一是可编程性。大体来说，中央处理器（CPU）的指令分为如下这几类。

1）计算类，也就是支持我们大家都熟知的各类数学运算，如加减乘除、sin/cos等等。

2）I/0类，（从存储读写数据）从输入输出设备读数据、写数据。

3）指令跳转类，在满足特定条件下跳转到新的当前程序执行位置。

虽然，CPU指令是一个很有限的指令集，但是CPU执行的指令序列（或者叫"程序"）并不是固定的，而是依赖保存在存储中的数据——由软件工程师（或者叫"程序员"）编写的软件来决定。指令序列的可能性是无穷的，这也就意味着电脑能够做的事情的可能性也是无穷的。

第二是开放设计的外部设备支持。虽然我们电脑可以连接非常非常多种类的外部设备，比如键盘、打印机、屏幕、汽车马达等等，但CPU并不理解这些设备具体有什么样的能力，它只和这些设备交换数据。它能够做的是从某个编号的设备（通常这个设备编号被称为"端口"）读入一段数据，或者向设备的端口写入一段数据。

我们遇到的第一个问题是直接用机器指令编写软件太累，而且这些机器指令像天书一样没人看得懂，没法维护。所以，编程语言+编译器就出现了。

遇到的第二个问题，是多个软件在同一个电脑上怎么共处。多个软件大家往同一个存储地址写数据冲突怎么办？一起往打印机去发送打印指令怎么办？有的软件可能偷偷搞破坏怎么办？于是，操作系统就出现了。它首先要解决的是软件治理的问题，其次解决的是基础编程接口问题。

对于一个服务端应用程序来说，其完整的架构体系大体如下：

网络图片

整体来说，对于一个客户端应用程序来说，其完整的架构体系大体如下：

网络图片

架构能力的提升，本质上是对你的知识脉络（全身经络）的反复梳理与融会贯通的过程。