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《高等学校教材·计算机科学与技术·算法设计及应用》的内容遵循《中国计算机科学与技术学科教程2002》（China Computing Curricula 2002，CCC2002）的知识体系，介绍算法及其设计、分析的基础知识，并通过大量例题，讲解枚举法、递推法、分治法、贪婪算法、动态规划及与图搜索有关的算法策略。除此之外，还对算法设计基本工具的使用和算法设计中的技巧做了讲解。最后通过例题进行算法设计的实践。算法用了接近自然语言（英语）的符号，可读性强，适合于不同程序设计语言背景的读者学习。
《深入浅出：现代软件架构设计与实践》 本书导读： 在信息技术飞速发展的今天，软件系统已成为支撑社会运转的核心基础设施。从支撑万亿级交易的金融平台，到支撑海量用户实时交互的社交网络，再到驱动工业生产的智能控制系统，软件的可靠性、性能和可维护性成为衡量一个组织核心竞争力的关键指标。然而，许多项目在开发过程中，往往因为缺乏清晰、健壮的架构设计指导，导致系统在扩展性、可维护性上遇到瓶颈，最终陷入“技术债务”的泥潭。 《深入浅出：现代软件架构设计与实践》正是在这样的背景下应运而生。本书并非关注具体的算法证明或数据结构优化，而是将视角提升到宏观层面，系统性地探讨如何构建能够适应未来变化、具备高可用性和高性能的现代软件系统。它旨在为工程师、架构师和技术决策者提供一套全面、可操作的架构设计方法论和工具箱。 --- 第一部分：架构思维的建立与基础理论 本部分着重于奠定扎实的架构设计思维基础，引导读者从“写代码”的心态转向“设计系统”的思维模式。 第一章：架构的本质与价值定位 本章首先界定了“软件架构”的真正含义，强调架构并非一堆文档或图纸，而是系统核心决策的集合。我们将探讨架构的“非功能性需求”（NFRs，如性能、安全性、可伸缩性）如何驱动设计选择，并分析架构决策对项目生命周期成本的深远影响。内容涵盖： 架构的层次性： 从业务架构、应用架构到技术架构的递进关系。 架构权衡（Trade-offs）： 深入剖析CAP定理、延迟与吞吐量之间的经典矛盾，以及如何在实际场景中进行务实的取舍。 沟通的艺术： 介绍如“4+1视图”等建模方法，确保架构意图能够清晰、无歧义地传达给所有利益相关者。 第二章：驱动因素分析与需求工程化 一个好的架构源于对业务的深刻理解。本章聚焦于如何从模糊的业务描述中提炼出清晰的架构约束。 业务驱动设计（BDD）： 如何将业务流程转化为领域模型，以及领域驱动设计（DDD）中的限界上下文（Bounded Context）如何指导微服务边界的划分。 质量属性建模： 引入“质量属性场景（Quality Attribute Scenarios, QAS）”方法，教授读者如何量化和测试系统必须达到的性能、可靠性指标，而非停留在模糊的描述。 架构风险评估： 识别设计中潜在的脆弱点，并制定相应的缓解策略，避免“不可预见的风险”成为项目失败的导火索。 --- 第二部分：核心架构模式的精讲与应用 本部分是本书的重点，详细解析了当前业界主流的、经过时间检验的架构模式，并结合具体案例展示其适用场景和实现细节。 第三章：单体架构的演进与优化 尽管微服务风靡一时，但对许多中小型项目而言，优化现有单体架构仍是最高效的选择。本章探讨如何“驯服”庞大的单体系统。 模块化与分层： 讲解如何通过清晰的依赖倒置原则（DIP）和清晰的领域边界，将单体结构重构为高内聚、低耦合的“模块化单体”。 “脚手架”技术： 介绍如何利用框架提供的机制，实现模块的动态加载和版本隔离，为未来拆分打下基础。 数据库策略的演进： 探讨单体应用中如何逐步引入读写分离、缓存策略，以应对流量增长。 第四章：分布式系统的基石：服务化与微服务架构 本章深入探讨如何将系统解耦为一组松耦合的服务，并管理分布式系统的复杂性。 服务边界的艺术： 再次强调DDD在微服务划分中的核心作用，避免“微服务贫血症”和“分布式单体”的陷阱。 通信机制的选择： 对比同步（RESTful/gRPC）与异步（消息队列Kafka/RabbitMQ）通信的优劣，并讲解如何设计恰当的补偿机制来处理分布式事务。 服务发现与治理： 详述注册中心（如Consul, Eureka）的工作原理，以及服务网格（Service Mesh，如Istio）如何接管流量控制、熔断和可观测性。 第五章：数据一致性与存储策略 在分布式环境中，数据管理是最具挑战性的任务之一。本章全面覆盖现代数据存储范式的选择。 Polyglot Persistence（多语言持久化）： 解释何时选择关系型数据库（RDBMS）、文档数据库（MongoDB）、键值存储（Redis）或图数据库，并强调数据访问的“契约”设计。 Saga 模式与最终一致性： 详细解析Saga模式在处理长事务中的应用，以及如何设计和监控事件驱动的系统以确保业务流程的完整性。 数据同步与复制： 探讨主从复制、多活架构的设计挑战，以及如何利用Change Data Capture (CDC) 技术实现高效的数据流转。 --- 第三部分：保障系统质量：运维与演化 好的架构必须是可观测、可运维且易于进化的。本部分关注于将设计蓝图转化为稳定运行的生产系统。 第六章：弹性设计与容错机制 系统总会失败，架构的价值在于系统如何优雅地从失败中恢复。 隔离与限流： 介绍Bulkhead（舱壁）模式，如何将故障隔离在特定模块内。深入讲解令牌桶和漏桶算法在API网关层面的限流实践。 熔断与降级： 详述Hystrix/Resilience4j等库背后的原理，以及在不同负载下执行智能降级的策略（如优先保证核心功能）。 混沌工程初探： 介绍如何通过主动注入故障（如Chaos Monkey），来验证系统的鲁棒性，而不是等待生产环境的“意外惊喜”。 第七章：可观测性：从日志到洞察 “看不见的系统无法被管理。”本章聚焦于如何构建全面的监控体系。 黄金三要素： 深入讲解指标（Metrics）、日志（Logging）和追踪（Tracing）的最佳实践。 分布式追踪系统： 介绍Zipkin/Jaeger的工作原理，如何通过上下文传播（Context Propagation）来追踪一个请求跨越数十个服务的完整路径，定位性能瓶颈。 告警策略的艺术： 区分“通知（Notification）”与“告警（Alerting）”，设计有效的SLA/SLO驱动的告警体系，避免“告警疲劳”。 第八章：云原生时代的架构演进 展望未来，本章探讨容器化、无服务器（Serverless）范式对传统架构的影响。 容器化基础： 简述Docker和Kubernetes（K8s）如何改变部署和伸缩模型。 架构师的角色转变： 探讨在基础设施即代码（IaC）的背景下，架构师如何与运维团队协作，确保基础设施层面的一致性和安全性。 架构评审与治理： 建立持续的架构治理流程，确保系统在快速迭代中不会偏离初始的设计目标。 --- 结语 《深入浅出：现代软件架构设计与实践》旨在提供一个立足于实践、注重权衡的视角。本书不提供“银弹”式的解决方案，而是赋予读者识别问题、评估选项并做出最佳工程决策的能力。通过对这些经典模式和前沿实践的系统学习，读者将能够设计出更具前瞻性、更适应业务快速变化的健壮软件系统。
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