MIT Notes by Ron

计算机系统从硬件到分布式云服务

操作系统 · 计算机网络 · 数据库 · 分布式系统 · 存储 · 数据中心 —— MIT / CMU 系统类课程笔记合集

从计算机系统工程开始

操作系统工程

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计算机系统分层架构插图

6.1800 计算机系统工程

覆盖操作系统、网络、分布式系统与安全四大主题，理解抽象、模块化等通用设计模式如何驾驭系统复杂度，是整个计算机系统板块的总览课程。

6.1810 操作系统工程

基于 RISC-V 上的 xv6（类 Unix 教学操作系统），讲解虚拟内存、文件系统、线程、中断与系统调用等操作系统设计与实现的核心机制。

6.5820 计算机网络

聚焦网络协议与架构的工程与分析：互联网路由、传输层拥塞控制、无线网络、SDN 与网络安全，阅读材料以经典论文为主。

6.1820 移动和传感器计算

围绕物联网系统的感知、计算与通信：定位技术、无电池传感、惯性与声学感知、自动驾驶与智慧城市等移动计算系统的设计与实现。

6.5830 数据库系统

介绍关系模型与 SQL、查询优化与处理、并发控制与故障恢复，理解现代数据库系统的内部架构与实现原理。

6.5840 分布式系统

学习构建分布式系统的抽象与实现技术：容错、复制与一致性，通过 MapReduce、Raft、GFS、Spanner 等经典论文案例深入理解。

18-746 存储系统

从单个存储设备（HDD/SSD）到分布式文件系统：磁盘阵列、缓存、LSM 树与可靠性增强技术，覆盖存储系统的设计、实现与使用。

6.S984 数据中心计算

研究仓库规模数据中心的硬件、系统软件与分布式技术，关注总拥有成本、服务水平目标、可用性与可靠性等跨领域问题。

推荐学习路线

计算机系统这一板块的课程之间存在递进关系：先建立系统设计的整体框架，再分别深入操作系统、网络、数据与分布式、大规模基础设施等子领域。

阶段	课程	核心内容
1️⃣ 系统总览	计算机系统工程	抽象、模块化、虚拟化，操作系统/网络/分布式/安全的全景图
2️⃣ 单机系统	操作系统工程	虚拟内存、文件系统、线程、中断、系统调用（xv6）
3️⃣ 网络互联	计算机网络 → 移动和传感器计算	路由、拥塞控制、无线网络、SDN，再到物联网感知与定位
4️⃣ 数据与一致性	数据库系统 → 分布式系统 → 存储系统	查询处理与事务 → 容错、复制与一致性 → 存储设备与分布式文件系统
5️⃣ 大规模基础设施	数据中心计算	仓库规模数据中心的硬件、性能、可靠性与运维

阅读建议

每门课程主页都附有先修课程、参考书与实验列表；可以按上表顺序逐步学习，也可以根据自己的薄弱环节直接跳转到对应课程。