對於希望獲得技術實習的學生來說,系統設計是一個重要的主題。 當今的雇主正在尋找具有出色解決問題能力和紮實的計算機科學基礎的大學生。
在許多 FAANG 面試中,系統設計問題已經成為常規問題。 系統設計 是決定您在技術組織中的候選人資格的關鍵因素之一。
因此,牢牢掌握材料並儘最大努力理解它變得至關重要。 書籍是最可靠的知識來源。
作者希望讓您能夠輕鬆隨身攜帶,這是一個包含您一生所有教誨的易於管理的包。 在學習系統設計時,沒有比閱讀知名作者所著的最重要的書籍更好的學習方法了。
這篇文章列出了20本專門挑選的系統設計書籍。
它們將幫助您徹底理解系統分析和設計思想,並在系統設計面試之前增強您的自信或提高您的知識。
1. 設計數據密集型應用程序
當今系統設計中與數據相關的困難包括與可擴展性、一致性、可靠性、效率和可維護性相關的困難。
此外,從眾多可用工具(例如批處理處理器、消息代理等)中選擇最適合您的應用程序的工具可能具有挑戰性。
這裡的術語是什麼意思?
作者 Martin Kleppmann 在本書中討論了各種處理和存儲數據技術的優缺點。
從基本思想和算法到現實世界的使用和各種技術的細節,本書對數據存儲系統進行了詳盡的回顧。 本書將結合經驗豐富的系統架構師的經驗,幫助初學者加快學習過程。
作者在他的作品中熟練地將理論概念與現實世界的應用結合起來。 任何對大數據、分佈式系統或數據庫內部結構感興趣的人都應該閱讀它。
這本書的內容遠遠超出您的預期。 微服務、反應式架構、DevOps 和流處理等較新的方法結合了諸如面向服務和事件驅動架構等經過驗證的方法。
許多這些模式在單獨使用時都是有效的,但正如這本有用的電子書所示,當組合使用時,它們提供了更全面、更有說服力的策略。
2. 現代系統設計與分析
考慮到您想要一種實踐方法來學習與以下內容相關的概念、能力和方法: 系統分析與設計。 在這種情況下,最適合您的系統設計書就是這本書。
本書更適合開發整個學生學習系統,因為它還有一個關於敏捷方法的部分。 《現代系統分析與設計》中介紹了系統分析師創建信息系統所需的概念、能力、方法、策略、工具和觀點,它更注重實踐而不是理論。
作者假設學生已經參加過計算機系統入門課程,並且具有至少一種編寫程序的經驗。 編程語言.
作者給出了一個概念和方法框架,同時通過引用系統開發生命週期邏輯地解決問題。
3. Scott Tiley 的系統分析與設計
目前最重要的系統設計教科書之一被廣泛認為是 Scott Tiley 所著的關於系統設計的書。 為了構建更好的系統,系統設計人員已經使用並正在比較傳統方法和前沿方法。
本書將幫助您了解發生了什麼變化、為什麼必須做出改變以及為什麼必須首先做出改變。
除了學習系統如何工作之外,您還將了解雲計算和 移動應用據作者稱,除其他外,他們聲稱本書包含有關面向對象編碼和敏捷方法的部分,這是當今企業中最常用的兩種方法。
這本書充滿了作業和練習,將迫使你思考並立即使用你新獲得的信息。
4. Head First 設計模式
您想向前人學習,因為您不喜歡從頭開始創建軟件。 為了學習與您面臨類似系統設計挑戰的其他人的經驗,您需要尋找設計模式。
通過使用設計模式,您可以利用他人的知識,以便您可以專注於更困難或愉快的任務。
這本書由埃里克·弗里曼(Eric Freeman)和伊麗莎白·羅布森(Elisabeth Robson)撰寫,教授什麼是模式、何時、為什麼以及如何在自己的創作中使用它們。 它還探討了支撐設計的面向對象的思想。
這是學習和增強對軟件開發的理解的有趣方法。 您將學習基本的設計思想和模式,以便能夠解決軟件設計挑戰並用模式語言與您的團隊進行交流。
一開始它可能看起來不夠“嚴肅”,但隨著時間的推移,事情會留在你的大腦中,你喜歡發現模式。 本書有效地簡化和闡明了模式。
5. 乾淨的架構
Robert 是一位頗有成就的作家,撰寫了多本有關敏捷開發和簡潔代碼的書籍。
現在,不用說,在閱讀 Robert C. Martin 的書籍之後,除了了解系統設計思想之外,您還將能夠改進代碼流程並將敏捷技術納入您的設計解決方案中。
儘管如此,本書重點關注系統分析和設計的基礎知識,以及系統設計人員在創建實際解決方案時面臨的眾多困難。
本書還涵蓋了測試驅動開發技術以及如何運行單元測試以提高系統效率。 對於系統設計學生和當今試圖提高軟件標準的任何人來說,這本書是最好的一本。
清潔架構解釋了您需要做出的決策以及為什麼它們對您的成功至關重要,而不僅僅是向您提供各種可能性並說“使用您的最佳判斷”。
6. Dennis、Wixom 和 Roth 的系統分析與設計
本書對適用於實際情況的項目進行了深入的解釋,有助於您更好地掌握系統分析和設計。 本書還包括幾個案例研究和示例,所有這些都非常詳細。
本書將幫助您加強網絡設計研究並加深對系統分析和設計概念的理解。
因此,根據你的角度,本書既可以歸類為初學者的系統設計書,也可以歸類為中高級計算機科學專業學生的系統設計書。
運行實例和例子用於說明關鍵思想,然後輔以深入的解釋和其他強調重要細節的功能,並在“學習”之外強調“做”的行為。
當學生將自己的工作應用於實際情況時,學生將獲得專業分析師所需的基本信息和能力,以及對方法、工具和技術的直覺。
7. 系統設計專訪 Alex Xu
開發人員經常有以下問題的答案 系統設計面試問題 因為他們被大量的潛在選擇嚇倒了。 但如果沒有明確的回應,如何在採訪中有效地回答呢?
這是目前市場上最好的書,推薦給任何準備系統設計面試的人。 本書包含大量插圖和圖表,通過看似真實的問卷項目來幫助您理解實際方法。
此外,本書將幫助您理解招聘經理希望在您的解決方案中看到什麼,使您能夠輕鬆通過後續的系統設計考試。 這會讓你在這次重要的面試中更加自信。
本書詳細闡述了應對系統設計挑戰的方法。 它還提供了來自現實世界的幾個實例,以展示有條不紊的方法如何運作,以及您可以遵循的明確說明。
8. 企業應用架構模式
多項新支持技術的推出使企業應用程序開發行業受益。 支持多層面向對像開發的平台(例如 Java 和 .NET)已經很普遍。
儘管這些新工具和技術可以用來創建強大的應用程序,但它們很難付諸實踐。 由於開發人員不理解經驗豐富的對像開發人員所學到的架構原則,因此業務應用程序經常會失敗。
企業應用程序開發人員面臨著一些困難,這啟發了《企業應用程序架構模式》的作者撰寫這本書。
作者是著名的面向對象設計師 Martin Fowler,他觀察到,無論技術如何變化,從 Smalltalk 到 CORBA、Java 到 .NET,都可以修改並應用相同的基本設計原則來解決常見問題。
在知識豐富的志願者小組的幫助下,馬丁將四十多個重複的解決方案解構為模式。 最終產品是一本有價值的修復手冊,可以與任何企業應用程序平台一起使用。
9. 構建微服務
在過去的十年中,分佈式系統已經從大型、代碼密集型的單體應用程序發展為更緊湊、獨立的微服務。 然而,創建這些系統也面臨著一系列挑戰。
本書提供了一種全面的方法,解決系統架構師和管理員在創建、管理和升級微服務架構時必須考慮的問題,並提供許多示例和有用的指導。
微服務技術正在迅速發展。 在深入研究設計、集成、測試、部署和監控您自己的自主服務的最新方法時,作者 Sam Newman 為您提供了堅實的原理基礎。
在整本書中,您將跟隨一家假設的公司,了解創建微服務架構如何影響特定領域。
10. 實踐系統設計
本書的重點是擴展軟件應用程序,它帶領讀者進行了一次深入的探索。 閱讀本文後,您將更好地掌握如何構建可擴展的企業級應用程序。
本書貫穿系統設計理念, 電腦網絡、主要的網絡協議、可擴展的數據訪問機制以及用於構建系統的替代架構風格。
對多種技術及其實現進行了詳細調查,包括緩存、CDN、 負載均衡器和消息隊列。
本書還解釋瞭如何使用各種技術組合構建可擴展的企業級解決方案。 對多種架構設計的分析有助於您決定係統架構的最佳路徑。
本書還研究了設計模式和 面向對象的程序設計 有助於編寫清晰、可維護的代碼的技術。 通過使用多個現實世界的系統設計示例,讀者將直觀地了解用於生成可擴展系統的各種工具和方法。
11. 嵌入式系統設計
這本開放獲取教科書的一個特色是全面介紹嵌入式系統的基本概念以及網絡物理系統和物聯網的應用。
在介紹該領域之前,先研究嵌入式和網絡物理系統的規範模型和語言。
它解釋了嵌入式系統(包括實時操作系統)的系統軟件的基礎知識,並對此類系統中使用的硬件組件進行了基本介紹。
此外,作者還概述了將程序映射到執行平台(包括多核平台)的方法,並討論了嵌入式系統的評估和驗證方法。
由於嵌入式系統必須在嚴格的參數下工作,因此本書還包括一系列精選的優化方法,例如軟件優化技術。 本書的結論中簡要討論了測試。
12. 系統設計面試:完整指南
技術工作面試中最令人討厭和最具挑戰性的部分之一是系統設計面試。 不確定性令人恐懼。
但是,如果您仔細檢查本雜誌中詳細介紹的分析和過程,您將能夠克服在採用數據工程技術進行評估時遇到的任何障礙。
您會發現工程師的多種面試方法。 閱讀本指南後,您將完全了解使用數據密集型應用程序所需的步驟。
讀完之後,無論你是從業者還是非後端工程師,你都會學到很多關於如何跨網絡實現數據系統的知識,包括 RDBMS、NoSQL、IMS 等。
13. 設計分佈式系統
為了在當今瞬息萬變的市場中競爭,大公司正在努力實施新技術來開發新產品、程序和商業模式。
然而,過於重視技術而對技術允許的流程種類不夠重視是數字化轉型的障礙之一。
如果允許各個企業部門創建自己的服務和應用程序,並且決策是分散的而不是集中的,會怎麼樣? 為了使不同的業務部門能夠實時響應數據,本研究探討了數字業務平台的想法。
在數字公司中,許多創新將越來越多地發生在邊緣,無論是物聯網設備還是業務用戶(從營銷人員到數據科學家)。
您的核心 IT 員工可以為這些行業提供快速發展所需的數字資源,從而簡化流程。 本書研究了:通過跨職能產品團隊建立業務能力需要進行重要的組織和文化轉變。 一個連接程序、數據庫、客戶、合作夥伴的系統, 社會網絡和物聯網設備。
為了在低代碼或無代碼設置中開發尖端服務,內部 API 編程應用程序平台即服務、集成平台即服務和集成軟件即服務是工具的一些示例。
14. 設計機器學習系統
機器學習系統既複雜又特殊。 它們很複雜,因為它們有廣泛的組成部分和利益相關者。
因為它們依賴於數據,而數據在不同用例之間差異很大,所以它們很特殊。
在本書中,您將發現一種創建可靠、可擴展、可維護且能夠適應不斷變化的環境和業務需求的機器學習系統的綜合方法。
作者 Chip Huyen 是 Claypot AI 的聯合創始人,他考慮了每種設計選擇如何幫助整個系統實現其目標。
示例包括如何處理和生成訓練數據、要利用哪些功能、重新訓練模型的頻率以及要監控的內容。 本書的迭代方法採用了有大量來源支持的真實案例研究。
15. 設計安全系統
技術、物理安全和人類流程在現代系統中都是相互關聯的。 攻擊者意識到這一點,並經常利用一種保護類型中的缺陷來接管原本安全的活動。
我們需要一個單一的、包羅萬象的模型,可以用來平等地解釋系統的每個組件,以揭示這些缺陷。
從掛鎖到網絡釣魚再到企業軟件設計,設計安全系統提出了一種基於理論的方法來解決所有類型系統背後的問題,並討論了系統一個領域的弱點如何導致其他領域的漏洞,同時實施系統中使用的框架和標準。網絡安全行業。
整個系統的安全性,包括其人員、程序和技術,將使用單一模型進行分析。
16. 系統分析、設計和測試
目標是使用簡單的語言幫助“A-Level”學生理解系統分析、系統設計、測試和 MIS 的概念。
本書旨在為讀者提供理解系統分析、設計方面以及軟件開發中測試功能所需的知識。
除了理論基礎之外,還通過案例研究提供深入的理解。 借助大量簡單語言的圖形,探索表單設計、報表設計、GUI設計等的標準和指南。
還簡要介紹了 CASE 工具的優點和缺點。 簡單而有效的示例展示了最新的 UML 圖標準。 本書討論了結構化和麵向對象的軟件分析和設計方法。
借助大量示例和插圖,以簡單的方式解釋了事實收集策略、聯合應用程序開發 (JAD)、業務流程重新設計、流程圖技術、數據流圖、決策樹、決策表、結構化圖表和數據字典。英語。
想要理解、分析和構建軟件的學生、程序員、研究人員和軟件開發人員應該閱讀本書。
17. 無服務器系統的軟件架構模式
本書演示瞭如何構建和運行反脆弱系統,並引導您了解允許更改的基本架構組件,例如事件、自治服務和 微前端,為企業級軟件系統提供動力。
您將對系統進行分段並設置參數,以便團隊可以獨立操作並加快發明速度。 除了許多自治服務設計模式之外,本書還涵蓋了支持整個架構的低級事件和數據模式。
您將專注於安全性、可靠性、可測試性、可觀察性和性能的最佳實踐。
然後,本書通過描述持續實驗、部署和交付的過程,將您學到的所有內容整合在一起,然後為您提供一些有關如何開始前進的最後提示。
讀完本書後,您將能夠設計自己的事件驅動的無服務器系統,這些系統足夠靈活,能夠以公司所需的速度產生價值。
18. 雲原生架構
自虛擬化以來信息技術領域最大的突破性進步是 雲計算. 與傳統系統相比,雲原生設計具有更大的靈活性。
當組織發現他們無法遷移到雲時,他們必須更新其開發模型和架構才能利用這一點。
組織現代化、部署現代化和雲原生架構模式是雲原生架構在交付當代云原生架構時所展現的三個關鍵要素。
為了描述和澄清雲原生架構是什麼、不是什麼,本書首先對雲原生架構進行了簡要介紹。
您將了解雲採用框架,並學習如何利用微服務和無服務器計算的架構概念創建雲原生架構。
接下來將介紹雲原生設計的主要組成部分,例如可擴展性、降低成本、安全性以及實現卓越運營的方法。 在最後幾章中,您還將發現各種公共雲設計,從 AWS 和 Azure 到 Google 雲平台。
19. 基於微處理器的系統設計簡介
對於正在學習基於微處理器的系統設計第一學期的工程和計算機科學專業的學生,推薦這本書。
它首先總結基本思想,然後引導讀者使用有條不紊、逐步解決問題的方法構建一個簡單的微處理器示例。
然後向讀者演示圍繞第二個微處理器構建的微計算機系統的安裝和編程。 大量解決的實例和練習提供了更好的理解和學習效率。
此外,許多專為教學目的而構建的基於微處理器的系統都在本書的最後部分中在基於 FPGA 的平台上進行了徹底的開發、模擬和實現。
這本教科書的作者利用他們豐富的知識,為本科生和研究生工程課程創建學習資源。
20. 破解系統設計面試
如果您想在軟件工程領域取得進步,您必須具備系統設計方面的知識。 即使您剛剛開始編碼,搶先了解系統架構也是一個好主意。
在您職業生涯的早期,您的編碼能力將主要決定您的表現。 另一方面,更高級別的面試通常會更重視您在應用程序設計方面的知識和專業知識。
事實上,系統設計面試更加開放,並且缺乏單一的正確答案,這使得它們成為工程師完成時最具挑戰性的問題。
作者希望通過這本書為您提供應對此類採訪的路線圖,因為缺乏組織可能會令人生畏。
結論
總之,上面列出的 20 本書是最好的在線系統設計書籍。 小心不要被它們淹沒並全部購買。
選擇一本你真正喜歡的書,並確保從頭到尾讀完。 耐心地閱讀一本書比快速瀏覽幾本書要好。
借助這些書籍,你可以增長知識,甚至可以成功通過系統設計面試。
發表評論