System Design Space

    Глава 63

    Обновлено: 9 февраля 2026 г. в 20:31

    Structured Computer Organization (short summary)

    Прогресс части0/20

    Официальная страница

    Structured Computer Organization

    Страница книги на Pearson.

    Открыть

    Structured Computer Organization

    Авторы: Andrew S. Tanenbaum, Todd Austin
    Издательство: Pearson, 2013 (6th Edition)
    Объём: ~800 страниц

    Базовая архитектура компьютера: уровни абстракции, ISA, память, ввод/вывод и взаимодействие с ОС.

    Structured Computer Organization — оригинальная обложкаОригинал

    Ключевые темы

    Уровни абстракции

    От цифровой логики до операционной системы и приложений.

    ISA и микропроцессоры

    Набор инструкций, микропрограммирование и архитектурные компромиссы.

    Память и иерархии

    Кеши, виртуальная память, латентность и пропускная способность.

    Ввод/вывод и шины

    Устройства, контроллеры, прерывания и DMA.

    Параллелизм

    Пайплайнинг, многоядерность и базовые ограничения.

    Уровни организации компьютера

    Цифровая логика

    Базовые элементы, биты, логические схемы.

    Микроархитектура

    ISA, микрокод, конвейеры, базовые компромиссы производительности.

    Память и I/O

    Кеши, шины, DMA, внешние устройства и скорость доступа.

    Операционные системы

    Планировщик, виртуальная память, syscalls и абстракции.

    Лестница стоимости доступа

    Регистры~1 ns
    L1/L2 cache~1–10 ns
    RAM~60–120 ns
    SSD~50–150 μs
    HDD/Networkмс+
    Чем ниже уровень, тем больше latency и ниже throughput — это напрямую влияет на архитектуру.

    Что реально пригодится в system design

    • Понимание, почему кеши дают кратный выигрыш в latency.
    • Оценка bottleneck-ов: CPU-bound vs IO-bound.
    • Зачем нужны batch и параллелизм в больших системах.
    • Почему виртуальная память и страницы влияют на predictability.

    Почему это важно для System Design

    • Понимание latency и throughput на уровне CPU/памяти помогает оценивать bottlenecks.
    • Представление об I/O и кешах объясняет, почему некоторые запросы дорогие.
    • Базовые знания о параллелизме помогают в проектировании конкурентных систем.
    • Уровни абстракции упрощают разговор о компромиссах в архитектуре.

    Кому подойдёт

    Инженерам, которым нужно глубже понять “железо” и стоимость вычислений — полезно для оптимизации, backend‑разработки и системного дизайна.