对 “教学” 的一些思考

  • 热情且聪明的学生……听说相对论、量子力学……但是，当他们学完两年以前那种课程 (斜面、静电这样的内容) 后，许多人就泄气了 ——The Feynman Lectures on Physics
  • Education is not the filling of a pail, but the lighting of a fire——William Butler Yeats

我们读书的时代 (2009)：大家都说操作系统很难教

  • 使用豆瓣评分高达 5.7/10 的 “全国优秀教材”
    • 没有正经的实验 (16-bit code)，错误的工具链，调试全靠猜
    • 为了一点微不足道的分数内卷、沾沾自喜、失去 integrity
      • 长此以往，脖子都要被卡断了
  • 同时，课堂教学是最容易被改善的
    • 这门课告诉你可以变得更强、真正的强

学习操作系统：现代方法

  1. 读得懂的教科书和阅读材料
  2. 问题驱动，用代码说话
    • Demo 小程序、各类系统工具 (strace, gdb, ...) 的使用
    • xv6-riscv, AbstractMachine
    • RTFM, STFW, RTFSC (F can be a colorful word)

Prerequisites

计算机专业学生必须具备的核心素质。

  1. 是一个合格的操作系统用户
    • 会 STFW/RTFM 自己动手解决问题
    • 不怕使用任何命令行工具
      • vim, tmux, grep, gcc, binutils, ...
  2. 不怕写代码
    • 能管理一定规模 (数千行) 的代码
    • 能在出 bug 时默念 “机器永远是对的、我肯定能调出来的”
      • 然后开始用正确的工具/方法调试

给 “学渣” 们的贴心提示：不要尝试 “架空学习”，回头补基础

0. 学术诚信 (Academic Integrity)

Academic integrity 不是底线，而是 “自发的要求”

  • 对 “不应该做的事情” 有清楚的认识
    • 不将代码上传到互联网
    • 主动不参考别人完成的实验代码
    • 不使用他人测试用例 (depends)
  • 有些行为可能使你得到分数，但失去应有的训练

一些过去的例子

1. 成为 Power User

感到 Linux/PowerShell/... 很难用？

  1. 没有建立信心、没有理解基本逻辑
  2. 没有找对材料/没有多问 “能不能再做点什么”
    • Baidu v.s. Google/Github/SO v.s. ChatGPT
  3. 没有用对工具 (man v.s. tldr; 该用 IDE 就别 Vim)
    • 过了入门阶段，都会好起来

2. 学会写代码

写代码 = 创造有趣的东西

  • 命令行 + 浏览器就是全世界
    • 我们还有 sympy, sage, z3, rich, ... 呢
  • 不需要讲语言特性、设计模式、……
    • 编就对了；你自然而然会需要它们的

最重要的：Get Your Hands Dirty

听课看书都不重要。独立完成编程作业即可理解操作系统。

应用视角 (设计)：Mini Labs x 6

  • 使用 OS API 实现 “黑科技” 代码

硬件视角 (实现)：OS Labs x 5

  • 自己动手实现一个真正的操作系统

全部 Online Judge

  • 代码不规范 → -Wall -Werror 编译出错
  • 代码不可移植 → 编译/运行时出错：int x = (int)&y;
  • 硬编码路径/文件名 → 运行时出错：open("/home/a/b", ...)