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CHRISTIAN SOFTWAREREFERENCE SERIES EDITION 2026.10

Engineering Manual

Uma referência aberta de Ciência da Computação e Engenharia de Software.

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Índice / Navegar por categoria

Fundamentos da Computação

Fundamentos de programação: controle de fluxo, funções e invariantes
Tipos e representação de dados: inteiros, bytes, texto e precisão
Lógica, técnicas de demonstração e invariantes de laço
Semântica de programação, aliasing e contratos executáveis
Fundamentos de memória: referências, aliasing e duração de objetos
Fundamentos de C: ponteiros, arrays, limites e duração de objetos
Matemática discreta: conjuntos, contagem e probabilidade exata
Relações Binárias, Classes de Equivalência e Ordens Parciais
Análise assintótica e custo de algoritmos
Cálculo em ponto flutuante: arredondamento, cancelamento e soma compensada
Estatística numericamente estável: média online e variância de Welford
Fundamentos de teoria dos números: divisibilidade, MDC e algoritmo de Euclides
Aritmética modular: congruências, inversos e exponenciação rápida
Raciocínio algorítmico: especificação, força bruta, invariantes e otimização
Recursão, pilha de chamadas e divisão e conquista
Resolução de Recorrências: Árvores, Substituição e Teorema Mestre
Contratos de erro em Python: exceções e liberação de recursos
Fundamentos de arquivos e dados: bytes, UTF-8, JSON e validação
Do código C ao executável: pré-processamento, objetos e ligação
Linguagens Formais e Autômatos Finitos: AFD, AFN, Fecho Épsilon e Determinização
Gramáticas Livres de Contexto, Autômatos com Pilha e Análise Sintática
Compilador de Expressões: Análise Léxica, AST, Bytecode e Máquina Virtual
Sistemas de Tipos Estáticos, Escopos Léxicos e Compilador de Expressões Tipadas
Funções Tipadas, Closures Léxicas e Quadros de Chamada da Máquina Virtual
Células Mutáveis, Closures Compartilhadas e Funções Recursivas Tipadas
Endereços Léxicos, Verificação de Bytecode Tipado e Máquina Virtual por Slots
Serialização Versionada de Bytecode, Integridade e Carregamento Verificado
Alcançabilidade no Heap, Tempo de Vida e Coleta Mark-and-Sweep
Garbage Collection Integrado à VM: Raízes, Closures e Ciclos Recursivos

Arquitetura de Computadores

Lógica digital: portas booleanas, tabelas-verdade e somadores binários
Fundamentos de lógica sequencial: relógio, registradores e máquinas de estados
Representação de máquina, instruções de CPU e mapeamento de cache
Fundamentos de CPU: caminho de dados, controle e ciclo de instruções
Pipeline de CPU: dependências, forwarding e previsão de desvios

Estruturas de Dados e Algoritmos

Arrays e strings: representação, custos e percursos corretos
Tipos abstratos de dados: interfaces, invariantes e custos
Arrays dinâmicos: capacidade, redução e análise amortizada
Listas ligadas: nós, inversão, ciclos e propriedade
Pilhas e filas: LIFO, FIFO, deques e invariantes
Tabelas hash, colisões e invariantes
Árvores binárias e BSTs: percursos, ordenação e altura
Heaps binários e filas de prioridade
Busca em grafos com BFS e DFS
Algoritmos de ordenação: estabilidade, mergesort, quicksort e heapsort
Busca binária: limites, invariantes e predicados monótonos
Two pointers e prefix sums: invariantes e consultas em subarrays
Dois ponteiros e janelas deslizantes
Pilhas monotônicas: próximo maior, temperaturas e histogramas
Algoritmos em árvores: níveis, LCA, diâmetro e validação BST
Caminhos mínimos: Dijkstra, Bellman–Ford e ciclos negativos
Escalonamento guloso de intervalos: provas e contraexemplos
Backtracking: espaço de estados, poda e correção
Programação dinâmica: estados e recorrências
Tries, busca por prefixo e chaves textuais
Union-Find: conectividade, compressão e Kruskal
Componentes fortemente conexos e grafos condensados
Fluxo máximo, corte mínimo e emparelhamento bipartido

Sistemas Operacionais e Concorrência

Como programas executam: argumentos, ambiente, streams e status de saída
Processos, memória virtual e chamadas de sistema
Alocação de memória: listas livres, fragmentação e coalescência
Descritores de arquivos, buffering de I/O e persistência com fsync
Sistemas de arquivos: inodes, blocos, journaling e recuperação
Escalonamento de CPU: FCFS, Round Robin, métricas e justiça
Concorrência: corridas, locks, condições e deadlocks
Escalonamento por prioridades: MLFQ, aging e herança de prioridade
Modelos de memória: atômicos, happens-before e visibilidade
Oficina de C++17: token bucket thread-safe e compilação no CI

Redes de Computadores

Fundamentos de HTTP: cliente, servidor, requisições e respostas
Roteamento IP e DNS: seleção de prefixos, resolução e cache TTL
Tamanho de pacotes IP: fragmentação IPv4 e descoberta da MTU do caminho
DNS autoritativo: cadeias CNAME e cache de respostas negativas
Fundamentos de redes: DNS, TCP, TLS e HTTP
TCP como fluxo de bytes: enquadramento, ACK e controle de fluxo
Temporizadores TCP: estimativa de RTT, retransmissão e janelas de congestionamento

Segurança e Criptografia

TLS 1.3: autenticação, HKDF e derivação de chaves
Segurança de APIs: identidade, autorização e modelos de ameaça
Segurança OAuth 2.0: PKCE, vinculação de tokens e replay

Engenharia e Projeto de Software

Programação modular: coesão, interfaces explícitas e funções puras
Fundamentos de Git: diretório de trabalho, index, commits e branches
Testes, contratos e manutenção segura
Fundamentos de Clean Code: coesão, acoplamento e mudanças seguras
Design orientado a objetos: encapsulamento, composição e polimorfismo
Low-Level Design: contratos, máquinas de estados e dependências
SOLID, inversão de dependências e contratos de comportamento
Arquitetura de software: fronteiras de dependência e projeto modular
Modelagem de domínio: entidades, objetos de valor e invariantes de agregados
Estratégias de testes: unidades, contratos, integração e E2E
Refatoração e padrões: Strategy, Adapter e preservação de comportamento
Famílias de padrões de projeto: Builder, Facade e Observer
Padrões State e Command: transições, repetição e contratos de falha
Padrões criacionais: Factory Method, Abstract Factory e fábricas simples
Debugging e profiling: reprodução, CPU, memória e tracing
Fundamentos de build: grafos de dependência, compilação incremental e GNU Make
Oficina de código manutenível: token bucket, relógio injetado e testes
Ciclo de vida do software: dos requisitos à operação
CI/CD e engenharia de releases: canary, schema e rollback
Resposta a incidentes em produção, recuperação e postmortems
Verificação formal: invariantes, exploração de estados e TLA+
Testes algorítmicos por propriedades: oráculos, shrinking e metamorfismo

Bancos de Dados e Armazenamento

Fundamentos de bancos relacionais: chaves, JOINs e integridade
Fundamentos de SQLite: CRUD parametrizado e transações atômicas
Migrações de esquema SQLite: user_version, compatibilidade e rollback
Transações, isolamento e consistência distribuída
Índices transacionais: MVCC, unicidade e isolamento serializável
Planejamento SQL: seletividade, estatísticas, índices e joins
Armazenamento de bancos: páginas, MVCC, B-trees e WAL
Replicação de bancos, failover e limites de perda de dados

Sistemas Distribuídos

Cache: correção, invalidação e falhas
Balanceamento de carga: capacidade, roteamento e recuperação
Rate limiting: token bucket e garantias distribuídas
Filas, semântica de entrega e idempotência
Particionamento e sharding: chaves, hotspots e rebalanceamento
Consenso distribuído: Raft, quóruns e logs replicados
Modelos de partições de rede: verificação exaustiva de quoruns
Observabilidade: métricas, logs, traces e SLOs

Projeto de Sistemas

Estimativas de capacidade e restrições de sistemas
Método de System Design: requisitos, capacidade, interfaces e falhas
Contratos HTTP: paginação, idempotência e atualizações condicionais
Seleção de armazenamento: relacional, documentos, chave-valor e objetos
Fronteiras de serviços: monólitos modulares, microsserviços e eventos
APIs confiáveis: timeouts, retries, idempotência e backpressure
System Design: escrita autoritativa, projeções de leitura e consistência
Estudo de System Design: notificações multicanal duráveis
Estudo de caso: projetar um encurtador de URLs
Projeto de sistema: pedidos, reserva de estoque e pagamentos
System Design: reserva de ingressos, concorrência e expiração
Projeto de sistema: feed social, fanout e ordenação de timeline
Revisão crítica de System Design: invariantes e recuperação no checkout

Avaliação e Raciocínio de Engenharia

Oficina de algoritmos: salas para intervalos e janelas com negativos
Avaliação independente: rotas com cupom e rodadas de tarefas
Avaliação independente II: lotes minimax e ilhas dinâmicas
Avaliação Independente III: Programação Dinâmica e Eventos Idempotentes
Avaliação de Código Legado: Caracterização, Isolamento por Cliente e Paginação
Oficina de System Design: entrega multitenant de webhooks
Oficina adaptativa de System Design: processamento sob novos requisitos
Avaliação Independente de System Design: Medição de Uso, Eventos Atrasados e Reconciliação
Comunicar decisões técnicas com evidências
Oficina de concorrência: corridas, CAS e intercalações
Oficina de injeção de falhas: outbox, crashes e entrega duplicada

Laboratórios Especializados de Sistemas

Laboratório PostgreSQL: reservas concorrentes e recuperação de falhas
Laboratório Serializable PostgreSQL: write skew e retries completos
Oficina SQLite multiprocessos: reservas atômicas e recuperação
Laboratório PostgreSQL: replicação física e promoção manual
Segurança do failover PostgreSQL: fencing e gates de promoção
Medições de recuperação PostgreSQL: RPO, RTO e partição de rede
Laboratório RabbitMQ: redelivery e inbox transacional
Laboratório de restart RabbitMQ: filas duráveis e mensagens confirmadas
Failover de líder RabbitMQ Quorum: laboratório de três nós
RabbitMQ Quorum: perda de maioria, bloqueio e recuperação
Partição de rede real RabbitMQ: brokers ativos sem quorum

Trilhas de estudo →

ÍNDICE

Todos os capítulos →

Fundamentos da Computação

Fundamentos de programação: controle de fluxo, funções e invariantes
Tipos e representação de dados: inteiros, bytes, texto e precisão
Lógica, técnicas de demonstração e invariantes de laço
Semântica de programação, aliasing e contratos executáveis
Fundamentos de memória: referências, aliasing e duração de objetos
Fundamentos de C: ponteiros, arrays, limites e duração de objetos
Matemática discreta: conjuntos, contagem e probabilidade exata
Relações Binárias, Classes de Equivalência e Ordens Parciais
Análise assintótica e custo de algoritmos
Cálculo em ponto flutuante: arredondamento, cancelamento e soma compensada
Estatística numericamente estável: média online e variância de Welford
Fundamentos de teoria dos números: divisibilidade, MDC e algoritmo de Euclides
Aritmética modular: congruências, inversos e exponenciação rápida
Raciocínio algorítmico: especificação, força bruta, invariantes e otimização
Recursão, pilha de chamadas e divisão e conquista
Resolução de Recorrências: Árvores, Substituição e Teorema Mestre
Contratos de erro em Python: exceções e liberação de recursos
Fundamentos de arquivos e dados: bytes, UTF-8, JSON e validação
Do código C ao executável: pré-processamento, objetos e ligação
Linguagens Formais e Autômatos Finitos: AFD, AFN, Fecho Épsilon e Determinização
Gramáticas Livres de Contexto, Autômatos com Pilha e Análise Sintática
Compilador de Expressões: Análise Léxica, AST, Bytecode e Máquina Virtual
Sistemas de Tipos Estáticos, Escopos Léxicos e Compilador de Expressões Tipadas
Funções Tipadas, Closures Léxicas e Quadros de Chamada da Máquina Virtual
Células Mutáveis, Closures Compartilhadas e Funções Recursivas Tipadas
Endereços Léxicos, Verificação de Bytecode Tipado e Máquina Virtual por Slots
Serialização Versionada de Bytecode, Integridade e Carregamento Verificado
Alcançabilidade no Heap, Tempo de Vida e Coleta Mark-and-Sweep
Garbage Collection Integrado à VM: Raízes, Closures e Ciclos Recursivos

Arquitetura de Computadores

Lógica digital: portas booleanas, tabelas-verdade e somadores binários
Fundamentos de lógica sequencial: relógio, registradores e máquinas de estados
Representação de máquina, instruções de CPU e mapeamento de cache
Fundamentos de CPU: caminho de dados, controle e ciclo de instruções
Pipeline de CPU: dependências, forwarding e previsão de desvios

Estruturas de Dados e Algoritmos

Arrays e strings: representação, custos e percursos corretos
Tipos abstratos de dados: interfaces, invariantes e custos
Arrays dinâmicos: capacidade, redução e análise amortizada
Listas ligadas: nós, inversão, ciclos e propriedade
Pilhas e filas: LIFO, FIFO, deques e invariantes
Tabelas hash, colisões e invariantes
Árvores binárias e BSTs: percursos, ordenação e altura
Heaps binários e filas de prioridade
Busca em grafos com BFS e DFS
Algoritmos de ordenação: estabilidade, mergesort, quicksort e heapsort
Busca binária: limites, invariantes e predicados monótonos
Two pointers e prefix sums: invariantes e consultas em subarrays
Dois ponteiros e janelas deslizantes
Pilhas monotônicas: próximo maior, temperaturas e histogramas
Algoritmos em árvores: níveis, LCA, diâmetro e validação BST
Caminhos mínimos: Dijkstra, Bellman–Ford e ciclos negativos
Escalonamento guloso de intervalos: provas e contraexemplos
Backtracking: espaço de estados, poda e correção
Programação dinâmica: estados e recorrências
Tries, busca por prefixo e chaves textuais
Union-Find: conectividade, compressão e Kruskal
Componentes fortemente conexos e grafos condensados
Fluxo máximo, corte mínimo e emparelhamento bipartido

Sistemas Operacionais e Concorrência

Como programas executam: argumentos, ambiente, streams e status de saída
Processos, memória virtual e chamadas de sistema
Alocação de memória: listas livres, fragmentação e coalescência
Descritores de arquivos, buffering de I/O e persistência com fsync
Sistemas de arquivos: inodes, blocos, journaling e recuperação
Escalonamento de CPU: FCFS, Round Robin, métricas e justiça
Concorrência: corridas, locks, condições e deadlocks
Escalonamento por prioridades: MLFQ, aging e herança de prioridade
Modelos de memória: atômicos, happens-before e visibilidade
Oficina de C++17: token bucket thread-safe e compilação no CI

Redes de Computadores

Fundamentos de HTTP: cliente, servidor, requisições e respostas
Roteamento IP e DNS: seleção de prefixos, resolução e cache TTL
Tamanho de pacotes IP: fragmentação IPv4 e descoberta da MTU do caminho
DNS autoritativo: cadeias CNAME e cache de respostas negativas
Fundamentos de redes: DNS, TCP, TLS e HTTP
TCP como fluxo de bytes: enquadramento, ACK e controle de fluxo
Temporizadores TCP: estimativa de RTT, retransmissão e janelas de congestionamento

Segurança e Criptografia

TLS 1.3: autenticação, HKDF e derivação de chaves
Segurança de APIs: identidade, autorização e modelos de ameaça
Segurança OAuth 2.0: PKCE, vinculação de tokens e replay

Engenharia e Projeto de Software

Programação modular: coesão, interfaces explícitas e funções puras
Fundamentos de Git: diretório de trabalho, index, commits e branches
Testes, contratos e manutenção segura
Fundamentos de Clean Code: coesão, acoplamento e mudanças seguras
Design orientado a objetos: encapsulamento, composição e polimorfismo
Low-Level Design: contratos, máquinas de estados e dependências
SOLID, inversão de dependências e contratos de comportamento
Arquitetura de software: fronteiras de dependência e projeto modular
Modelagem de domínio: entidades, objetos de valor e invariantes de agregados
Estratégias de testes: unidades, contratos, integração e E2E
Refatoração e padrões: Strategy, Adapter e preservação de comportamento
Famílias de padrões de projeto: Builder, Facade e Observer
Padrões State e Command: transições, repetição e contratos de falha
Padrões criacionais: Factory Method, Abstract Factory e fábricas simples
Debugging e profiling: reprodução, CPU, memória e tracing
Fundamentos de build: grafos de dependência, compilação incremental e GNU Make
Oficina de código manutenível: token bucket, relógio injetado e testes
Ciclo de vida do software: dos requisitos à operação
CI/CD e engenharia de releases: canary, schema e rollback
Resposta a incidentes em produção, recuperação e postmortems
Verificação formal: invariantes, exploração de estados e TLA+
Testes algorítmicos por propriedades: oráculos, shrinking e metamorfismo

Bancos de Dados e Armazenamento

Fundamentos de bancos relacionais: chaves, JOINs e integridade
Fundamentos de SQLite: CRUD parametrizado e transações atômicas
Migrações de esquema SQLite: user_version, compatibilidade e rollback
Transações, isolamento e consistência distribuída
Índices transacionais: MVCC, unicidade e isolamento serializável
Planejamento SQL: seletividade, estatísticas, índices e joins
Armazenamento de bancos: páginas, MVCC, B-trees e WAL
Replicação de bancos, failover e limites de perda de dados

Sistemas Distribuídos

Cache: correção, invalidação e falhas
Balanceamento de carga: capacidade, roteamento e recuperação
Rate limiting: token bucket e garantias distribuídas
Filas, semântica de entrega e idempotência
Particionamento e sharding: chaves, hotspots e rebalanceamento
Consenso distribuído: Raft, quóruns e logs replicados
Modelos de partições de rede: verificação exaustiva de quoruns
Observabilidade: métricas, logs, traces e SLOs

Projeto de Sistemas

Estimativas de capacidade e restrições de sistemas
Método de System Design: requisitos, capacidade, interfaces e falhas
Contratos HTTP: paginação, idempotência e atualizações condicionais
Seleção de armazenamento: relacional, documentos, chave-valor e objetos
Fronteiras de serviços: monólitos modulares, microsserviços e eventos
APIs confiáveis: timeouts, retries, idempotência e backpressure
System Design: escrita autoritativa, projeções de leitura e consistência
Estudo de System Design: notificações multicanal duráveis
Estudo de caso: projetar um encurtador de URLs
Projeto de sistema: pedidos, reserva de estoque e pagamentos
System Design: reserva de ingressos, concorrência e expiração
Projeto de sistema: feed social, fanout e ordenação de timeline
Revisão crítica de System Design: invariantes e recuperação no checkout

Avaliação e Raciocínio de Engenharia

Oficina de algoritmos: salas para intervalos e janelas com negativos
Avaliação independente: rotas com cupom e rodadas de tarefas
Avaliação independente II: lotes minimax e ilhas dinâmicas
Avaliação Independente III: Programação Dinâmica e Eventos Idempotentes
Avaliação de Código Legado: Caracterização, Isolamento por Cliente e Paginação
Oficina de System Design: entrega multitenant de webhooks
Oficina adaptativa de System Design: processamento sob novos requisitos
Avaliação Independente de System Design: Medição de Uso, Eventos Atrasados e Reconciliação
Comunicar decisões técnicas com evidências
Oficina de concorrência: corridas, CAS e intercalações
Oficina de injeção de falhas: outbox, crashes e entrega duplicada

Laboratórios Especializados de Sistemas

Laboratório PostgreSQL: reservas concorrentes e recuperação de falhas
Laboratório Serializable PostgreSQL: write skew e retries completos
Oficina SQLite multiprocessos: reservas atômicas e recuperação
Laboratório PostgreSQL: replicação física e promoção manual
Segurança do failover PostgreSQL: fencing e gates de promoção
Medições de recuperação PostgreSQL: RPO, RTO e partição de rede
Laboratório RabbitMQ: redelivery e inbox transacional
Laboratório de restart RabbitMQ: filas duráveis e mensagens confirmadas
Failover de líder RabbitMQ Quorum: laboratório de três nós
RabbitMQ Quorum: perda de maioria, bloqueio e recuperação
Partição de rede real RabbitMQ: brokers ativos sem quorum

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Amazon SDE II — Formação Central
Ciência da Computação — Currículo Fundamental
Sistemas Avançados — Laboratórios Opcionais

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Manual de Engenharia

Revisado 2026-10-12

Autoria e edição técnica Christian Rafael de Souza Silva Engenheiro de Software · Tecnólogo em Ciência de Dados Pós-graduado em Engenharia Eletrônica e Robótica

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