我发现真正复杂的系统性机制往往隐藏在简单的界面里面。比如小说《三体》里面有这样的情节：三体游戏信息量极大，初看似乎平平无奇，其实隐藏了巨大的信息，比如游戏里的太阳似乎平常，但是用游戏里面的望远镜道具看能发现极其精细的结构。

下面列举几个案例。

案例1

电脑上放着WPS软件的PPT，这时候按下空格键，PPT翻到了下一页。在这个过程中，发生了什么事情？

解答：胡伟武主编的《计算机体系结构基础》介绍了这个问题。他还说，他在计算机专业硕士研究生入学考试面试的过程中问这个问题，很多人答不出来。下面简单的分析一下：

1）按下键盘，产生信号送至南桥芯片，南桥芯片会把键盘编码保存至自己的寄存器，同时向CPU发出外部中断信号；

2）CPU接收到这个外部中断信号后，打断原先的指令流水线，执行针对这种异常类型的代码，交给操作系统内核处理；

3）操作系统内核首先保存寄存器现场到内存，然后读取信号类型，就可以执行键盘驱动程序：从南桥芯片读取寄存器，然后就知道是哪个键盘被敲击了；

4）下面是需要内核将键盘事件通知应用程序。我们知道WPS是基于Qt开发的，对于Qt程序比较熟的人都知道，Qt的main函数通常是以return a.exec();结尾，这就是进入QApplication对象实现的事件循环。所谓事件循环就是不断的接收事件，再处理事件。

当然，Qt事件循环不会把CPU占用100%，大部分时间，Qt程序是处于休眠状态的。当操作系统内核调用了Qt程序，这时候Qt会扫描有哪些事件需要处理，发现了之前的键盘敲击事件，然后通过信号与槽的机制通知WPS应用代码处理；

5）WPS把下一页内容准备好，交给Qt绘制。Qt通过系统调用，利用显卡驱动程序把内容送至显卡的显存。后面，GPU读取显存，屏幕刷新就可以看到下一页了。

真实的过程其实比我描述的复杂的多，涉及到不同硬件的交互、CPU与操作系统内核的交互、底层代码与应用程序的交互，等等。要完全弄清楚是非常考验技术功底的。

案例二

上网时，在浏览器键入搜索引擎的网址（比如百度、必应），然后搜索内容，浏览器会显示搜索到的网页，这个过程又发生了什么事情？

解答：这个过程简直复杂到难以描述。下面是简化的分析：

  1）首先是DNS地址解析，把网址转化为IP地址。这个也很复杂，但是不好意思篇幅受限，这块只好完全略过了。

2）本机需要与服务器建立TCP连接。我们知道TCP连接的建立有三次握手，TCP连接建立后就可以双向通信。下面仅以一次信息传递作为例子，进行说明。假定我们现在要把若干字节的信息（检索关键词）由本机发往搜索引擎的服务器。

3）假设是通过无线信号上网，需要终端与最近的铁搭建立电磁波的连接，铁塔会有电信号连接至基站。基站把电信号转换为光信号，然后就进入光纤通信网。

4）在骨干通信网传输，可能会跨越不同运营商的网络，需要找到目的地在哪里。这里面涉及路由器的转发。路由器是怎么工作的，路由的选择算法，又是一系列的复杂技术。

5）最后信号到搜索引擎的Web服务器了，Web服务器其实只能相当于前置设备，它的后面是极其复杂的后台系统。特别是对于搜索引擎来说，需要处理数以亿计的网页索引，需要大量的廉价个人计算机构建海量存储系统，而不是购买IBM大型机。一次查询甚至需要很多不同城市的数据中心的协调配合，这就是分布式大数据技术。比如谷歌的PageRank算法用于网页排序，算法本身相当于稀疏矩阵计算，但是实现规模非常惊人。因此谷歌是大数据技术的先行者，分布式计算、容器技术都是谷歌最先实现。（有趣的是谷歌MapReduce论文并没有公布实现细节，特别是没有对外公布容器技术）。

6）最后查询结果出来后，Web服务器会生成HTML 文档，然后回传至你的浏览器。这就是超级复杂的上网。

案例三 你在家里用电，插上插座就可以了，简单方便。这些电是从哪里来的？怎么来的？

解答：把电力系统的运行机制彻底弄明白，即使是对电力行业的资深专家来说都是艰巨挑战。这里只能简单聊聊。

首先，我们知道电是通过发电厂发出来的，大部分发电厂是利用了电磁感应原理，只有光伏发电例外，光伏发电用的是光电效应。电力系统的本质特点是电力不能大规模存储，不确定性很高，同时对于稳定运行的技术条件非常苛刻。这对于电力生产的技术要求就非常高了。

电力系统为了开展生产，会提前编制不同时间尺度的调度计划。其中日前24小时计划是最重要的。调度计划的生成是基于电力市场的，其中部分电量是通过中长期电力交易，然后是现货电力市场（中长期电力交易电量分解后采用差价合约进入现货市场），同时电力系统稳定运行需要调频、调压、调峰等需求，这里又出现了辅助服务市场。

电力市场跟一般的商品市场是非常不同的，发电厂与其说是竞争电力商品，不如说是竞争调度计划中的发电优先权。调度计划本身是极其复杂的混合整数规划问题，首先需要考虑各种电力安全稳定生产约束，其次才能考虑经济。

当然，调度计划的编制只是第一步。电力系统运行时，一定有各种不确定的扰动。运行中，除了实时计划，最常见的是需要自动控制系统，特别是AGC（自动发电控制）和AVC（自动电压控制）。这些自动控制系统的共同特征是，涉及全局信息的，控制周期长；涉及局部信息的，控制周期短。从而在时间和空间两方面都呈现分级控制的特点。

电力系统运行时还可能出现各种故障，这就需要保护和安全稳定装置。这方面电力系统有个重要概念“三道防线”，这就不展开了。

说到这，只是输电网的运行。把电送到千家万户，还需要配电系统。首先电网需要层层变电站降压，然后出了变电站，就进入10kV馈线。即使是馈线，也有很多自动装置（DTU/FTU等），然后进入配电变压器（TTU），再分配至380V/220V的低压配电网，后面就是分支箱，最后进入用户。

最后总结，真正实用、能解决实际问题的技术，必须是极其复杂的。但是，如果这种复杂性不能对终端用户隐藏，那么这项技术就很难推广，在商业上就很难赚到钱，这两点是不矛盾的。