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本课程对应Martin Kleppmann著，赵军平、吕云松、耿煜、李三平译《数据密集型应用系统设计》第1版，中国电力出版社2018年9月出版，纸书519页，ISBN 9787519821968。英文原版由O'Reilly于2017年3月出版，616页，ISBN 9781491903063。

O'Reilly第1版完整目录确认3部分、12章与术语表。英文第2版由Martin Kleppmann与Chris Riccomini合著，于2026年出版并重排目录；当前课程对应2018中文第1版，不把第2版静默混入。课程独立重构核心知识、图示与实验，不复制原文。本页用于导航和验收，不改变12章与术语表的正式分母。

从一个不可判定的用户结果开始

先预测：客户端超时后，这次写入究竟未发生、已提交还是仍可能提交？先写用户不变量、允许陈旧窗口、尾延迟和恢复目标，再选择模型、协议或存储结构。不要先看监控图再编故事；先固定输入和预期，运行后才允许修正。

本页主问题是“沿系统目标、数据表示、单机存储、分布式协调和派生数据五条因果链完成12章与术语表”。最终交付不是概念摘要，而是15页路线、章节依赖图、跨章实验仓、版本边界表和全书清单，由独立复跑证明：3部分、12章与术语表都有独立页面、目录节点、交互实验、失败反例和交付物。

核心词汇与运行边界

可靠性、数据模型、复制、事务、派生数据 构成本页共同语言。每个词都必须回答：谁观察、观察哪个状态、顺序依据是什么、部分故障时会看到什么，以及哪条证据能推翻解释。

正式目录逐节点重构

版本与正式分母

目录节点 1/7。 固定2018中文第1版：3部分、12章与术语表。

把“版本与正式分母”放回“沿系统目标、数据表示、单机存储、分布式协调和派生数据五条因果链完成12章与术语表”主线：上游是“用户结果与本章问题”，下游是“第一部分：数据系统基础”。先写权威输入、局部状态、跨边界消息和用户可见结果，再标出延迟、并发、崩溃或重试在哪条边上改变观察。若只能复述术语，不能预测状态转移或构造失败历史，就还没有掌握这个节点。

实验保持版本、数据分布和请求不变，只改变一个机制或故障条件；同时记录正常结果、尾延迟、消息顺序、恢复终点与独立对账。用“3部分、12章与术语表都有独立页面、目录节点、交互实验、失败反例和交付物”判断是否通过，不能用进程存活、平均耗时或一次演示成功代替系统语义。

第一部分：数据系统基础

目录节点 2/7。 第1至4章建立目标、模型、存储和演化。

把“第一部分：数据系统基础”放回“沿系统目标、数据表示、单机存储、分布式协调和派生数据五条因果链完成12章与术语表”主线：上游是“版本与正式分母”，下游是“第二部分：分布式数据”。先写权威输入、局部状态、跨边界消息和用户可见结果，再标出延迟、并发、崩溃或重试在哪条边上改变观察。若只能复述术语，不能预测状态转移或构造失败历史，就还没有掌握这个节点。

实验保持版本、数据分布和请求不变，只改变一个机制或故障条件；同时记录正常结果、尾延迟、消息顺序、恢复终点与独立对账。用“3部分、12章与术语表都有独立页面、目录节点、交互实验、失败反例和交付物”判断是否通过，不能用进程存活、平均耗时或一次演示成功代替系统语义。

第二部分：分布式数据

目录节点 3/7。 第5至9章依次处理复制、分区、事务、故障与共识。

把“第二部分：分布式数据”放回“沿系统目标、数据表示、单机存储、分布式协调和派生数据五条因果链完成12章与术语表”主线：上游是“第一部分：数据系统基础”，下游是“第三部分：派生数据”。先写权威输入、局部状态、跨边界消息和用户可见结果，再标出延迟、并发、崩溃或重试在哪条边上改变观察。若只能复述术语，不能预测状态转移或构造失败历史，就还没有掌握这个节点。

实验保持版本、数据分布和请求不变，只改变一个机制或故障条件；同时记录正常结果、尾延迟、消息顺序、恢复终点与独立对账。用“3部分、12章与术语表都有独立页面、目录节点、交互实验、失败反例和交付物”判断是否通过，不能用进程存活、平均耗时或一次演示成功代替系统语义。

第三部分：派生数据

目录节点 4/7。 第10至12章连接批处理、流处理和数据流组合。

把“第三部分：派生数据”放回“沿系统目标、数据表示、单机存储、分布式协调和派生数据五条因果链完成12章与术语表”主线：上游是“第二部分：分布式数据”，下游是“跨章实验主线”。先写权威输入、局部状态、跨边界消息和用户可见结果，再标出延迟、并发、崩溃或重试在哪条边上改变观察。若只能复述术语，不能预测状态转移或构造失败历史，就还没有掌握这个节点。

实验保持版本、数据分布和请求不变，只改变一个机制或故障条件；同时记录正常结果、尾延迟、消息顺序、恢复终点与独立对账。用“3部分、12章与术语表都有独立页面、目录节点、交互实验、失败反例和交付物”判断是否通过，不能用进程存活、平均耗时或一次演示成功代替系统语义。

跨章实验主线

目录节点 5/7。 统一记录权威状态、消息顺序、延迟、故障和对账。

把“跨章实验主线”放回“沿系统目标、数据表示、单机存储、分布式协调和派生数据五条因果链完成12章与术语表”主线：上游是“第三部分：派生数据”，下游是“逐章证据门”。先写权威输入、局部状态、跨边界消息和用户可见结果，再标出延迟、并发、崩溃或重试在哪条边上改变观察。若只能复述术语，不能预测状态转移或构造失败历史，就还没有掌握这个节点。

实验保持版本、数据分布和请求不变，只改变一个机制或故障条件；同时记录正常结果、尾延迟、消息顺序、恢复终点与独立对账。用“3部分、12章与术语表都有独立页面、目录节点、交互实验、失败反例和交付物”判断是否通过，不能用进程存活、平均耗时或一次演示成功代替系统语义。

逐章证据门

目录节点 6/7。 先预测、跑正常路径、注入反例并保存六类证据。

把“逐章证据门”放回“沿系统目标、数据表示、单机存储、分布式协调和派生数据五条因果链完成12章与术语表”主线：上游是“跨章实验主线”，下游是“总复习与交接”。先写权威输入、局部状态、跨边界消息和用户可见结果，再标出延迟、并发、崩溃或重试在哪条边上改变观察。若只能复述术语，不能预测状态转移或构造失败历史，就还没有掌握这个节点。

实验保持版本、数据分布和请求不变，只改变一个机制或故障条件；同时记录正常结果、尾延迟、消息顺序、恢复终点与独立对账。用“3部分、12章与术语表都有独立页面、目录节点、交互实验、失败反例和交付物”判断是否通过，不能用进程存活、平均耗时或一次演示成功代替系统语义。

总复习与交接

目录节点 7/7。 从业务不变量反向选择模型、存储、复制和隔离。

把“总复习与交接”放回“沿系统目标、数据表示、单机存储、分布式协调和派生数据五条因果链完成12章与术语表”主线：上游是“逐章证据门”，下游是“本章交付与独立验收”。先写权威输入、局部状态、跨边界消息和用户可见结果，再标出延迟、并发、崩溃或重试在哪条边上改变观察。若只能复述术语，不能预测状态转移或构造失败历史，就还没有掌握这个节点。

实验保持版本、数据分布和请求不变，只改变一个机制或故障条件；同时记录正常结果、尾延迟、消息顺序、恢复终点与独立对账。用“3部分、12章与术语表都有独立页面、目录节点、交互实验、失败反例和交付物”判断是否通过，不能用进程存活、平均耗时或一次演示成功代替系统语义。

机制推演：状态、顺序与失败

第一步固定状态所有权。写出哪个数据集是权威事实，哪些只是缓存、索引、仓库或UI等派生视图；再写每次转换的输入版本、输出版本和提交点。没有所有权就无法区分恢复、覆盖和冲突，也无法判断“沿系统目标、数据表示、单机存储、分布式协调和派生数据五条因果链完成12章与术语表”中的结果由谁负责。

第二步展开时间线。客户端发送、节点接收、本地持久化、复制或派生、确认和后续读取是不同事件；超时只提供观察者的等待上界，不提供远端提交事实。为每个事件记录逻辑顺序，墙钟仅作诊断。

第三步施加负载与故障。正常路径不能证明队列增长、热点、进程暂停、消息重复、节点崩溃或网络分区时仍满足“3部分、12章与术语表都有独立页面、目录节点、交互实验、失败反例和交付物”。最小实验一次只改变一个因素，并保留能复盘状态转移的原始历史。

第四步从外部核对。服务自报成功、任务完成或副本在线都属于被测路径内部证据；必须用业务标识、数量、约束、校验和或独立读取核对。最终材料“15页路线、章节依赖图、跨章实验仓、版本边界表和全书清单”还要包含未覆盖边界与回退。

证据解释与独立交接

契约证据说明什么必须成立：记录业务不变量、请求身份、成功定义、允许陈旧度、顺序模型和SLO。任何模糊词都改写成可观察历史，例如高可用要说明分区哪侧可写，一致要说明允许哪些并发历史。

机制证据说明为什么可能成立：保存数据模型、分区与副本映射、事务或日志位置、消息顺序、版本和配置。只截最终仪表盘会丢失中间状态，无法区分修复、掩盖和错误重试。

负载证据说明在什么规模成立：记录请求分布、热点、并发、数据量、缓存状态、P50/P95/P99、吞吐和资源等待。平均值会隐藏最慢分区、锁队列、压实、检查点与网络抖动。

故障证据说明边界在哪里：在确认、持久化、复制或派生前后分别注入故障，观察重试、选举、回放与补偿。最后用外部读者对账，确认没有丢失、重复、顺序颠倒或约束破坏。

本章回顾

重新完成“沿系统目标、数据表示、单机存储、分布式协调和派生数据五条因果链完成12章与术语表”：固定版本和目录，写出用户不变量与权威状态，展开消息时间线，运行基线，再以单一故障寻找反例。最终交付15页路线、章节依赖图、跨章实验仓、版本边界表和全书清单，证明“3部分、12章与术语表都有独立页面、目录节点、交互实验、失败反例和交付物”，并保留未解决风险。

复习与生产验收

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