《操作系统课程设计》开篇:一场深入计算机心脏的硬核旅行

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To: 勇敢的 2023 级探险家们

From: 你们的 OS 课程领航员

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大家好！

欢迎来到《操作系统课程设计》这门有点“特殊”的课。说它特殊，首先因为它是“必修”，虽然只有区区1个学分，但想毕业，谁也“逃”不掉。更重要的是，这门课将带你暂别舒适的应用层，潜入计算机世界的“深海”，亲手触摸那些支撑着整个数字世界的底层逻辑。这会是一场充满挑战但也绝对酷炫的硬核旅行。

在出发前，请仔细阅读这份“探险家指南”:

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1. 我们的座驾与地图:xv6-riscv

本次探险，我们告别了庞大到令人望而生畏的 Linux 内核，换上了一艘更适合教学的“敏捷型潜艇”——xv6-riscv（源自 MIT 6.1810 课程的经典平台）。它代码凝练，设计优雅，是让你能真正“看透”并“玩转”一个操作系统的绝佳起点。

【后勤保障】:我们今年的探险队规模依然庞大（课表显示足足有237人！），所有“任务简报”（实验说明）和“集合地点”（实验提交）都将通过学者网发布。我和助教们会提供详尽的中文向导文档，请大家务必保持通讯畅通，常看年级群，别错过任何一个重要的“补给点”。

【教学与考核】: 此门课将基本遵循之前的线上教学模式。在每次布置实验任务前（今年已经确定为5次），我会在教学站点（学者网）上发布一个较为详细的实验过程和说明文件（包括基本的实验环境搭建），并会要求各位同学在规定的时间内上传实验报告/作业，以此作为期末的评分依据。

【探险家求助指南】: 在这场硬核的旅行中，遇到难题是常态，学会如何高效解决问题正是本课程的核心目标之一。我们推荐大家遵循以下“三步走”策略:

第一步:成为独立的侦探。 优先利用你最强大的工具——搜索引擎和AI大模型。学会精准地描述你的问题，通常90%的疑问都能在这里找到答案或线索。

第二步:启动团队协作。 如果独立探索后仍无头绪，不妨求助于身边的“战友”。同学之间的讨论和思想碰撞，往往能点燃灵感的火花，这也是构建学习共同体的绝佳机会。

第三步:呼叫后方支援。 当你和同学们都已尽力尝试，仍然无法解决问题时，请整理好你的问题、你已做过的尝试和具体的报错信息，再向助教寻求帮助。清晰的问题描述将帮助我们更快地定位并解决你的困难。

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2. 为何要“造船”?—— 系统编程的内功心法

我知道，在座的各位很多都是未来的AI算法大师、炼丹宗师，习惯了在 Python 里优雅地import一切，成为一名快乐的“调包侠”。那么，我们为什么非要“自讨苦吃”，去关心底层这些“脏活累活”呢?

请想象一个场景:你设计了一个无比精妙的算法，它像一件艺术品，在你的电脑上跑出了SOTA（State-of-the-art）的效果。然而，当它被部署到实际系统中时，却发现系统的整体性能不升反降，甚至功耗爆炸。为什么?

因为再完美的“乘客”（算法/模型），也得坐上一艘可靠的“船”（操作系统/硬件）才能远航。如果“船”本身的设计不合理，乘客的体验甚至安全都无从谈起。这门课，就是教你如何理解“船”的构造，甚至亲手“造船”。它锤炼的是你的系统能力——一种能让你看穿表象、洞悉全局的“内功心法”。这种能力，无法通过刷题速成，也无法被任何奖项或绩点完全定义，但它会是你未来职业生涯中最坚实的技术护城河。

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3. 你的AI副驾:是“神队友”，不是“方向盘”

我们身处一个伟大的AI时代，你拥有了史上最强的“副驾驶”——大语言模型。我强烈鼓励大家用好这位副驾，让它帮你理解代码、调试Bug、甚至生成代码片段。学会写高质量的提示词（Prompt），本身就是一种新的核心竞争力。但请务必记住:AI是你的副驾，而你才是手握方向盘的驾驶员。 AI的回答质量，完全取决于你提问的水平；而提问的水平，则源于你扎实的专业基础。如果你把方向盘完全交给AI，满足于它给出的“一键生成”方案，那么当系统出现诡异的Bug时，你和AI只会面面相觑。所以，请尽情地与AI共舞，但永远不要放弃“肉身Coding”带来的思考与成长。

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4. 游戏规则:一份关于“躺平”与“封神”的契约

“老师，这课好过吗?” —— 每年都有人问。

坦诚地告诉大家:这门课的通关下限很低。 如果你只想“安全”地拿到这1个学分，那么按时提交实验报告，写对名字学号，你大概率会获得一个体面的分数。

但是，如果你不满足于此，这里也为你准备了一条通往“封神”的道路。

（1）“普通玩家”模式:跟着我们的文档，完成5次实验，你会对OS有基本的认识。

（2）“硬核玩家”模式:除了完成基础实验，请主动通读 xv6-riscv 的全部源码，反复咀嚼；再去挑战一下 MIT 课程官网上那些我们没有要求的实验。

（3）“地狱模式”:独立思考，先于网络搜索和AI，尝试自己解决问题。当你绞尽脑汁后，再去参考别人的优秀代码，你会体验到豁然开朗的极致快感。

选择权在你手中。你可以选择“抱佛脚”通关，但这无异于入宝山而空回。我真诚地希望你不要浪费这次宝贵的机会。你的每一分额外付出，都会在最终的成绩单上得到响亮的回应。

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5. 终极召唤:代表华师，出征国赛！

课程的终点，是另一个更广阔世界的起点——“全国大学生计算机系统能力大赛”（操作系统设计赛）。

说来惭愧，作为一名连续三年指导此项赛事的老师，我常常在和外校同行交流时感到一丝尴尬。当别人问:“你们这种老牌211、双一流高校的计算机专业，怎么参赛的人这么少?”我竟一时语塞，难道要归结为“我师浓厚的人文特色”?

事实是，我们在系统能力培养的氛围和实力上，与主流强校相比确实存在差距。但我坚信，差距不是借口，而是我们奋起直追的号角！过去三年，我们并非没有勇士:从物理学院的同学开疆拓土，到软件学院的同学斩获国二，再到今年转专业的同学坚持到底拿下国三……他们用行动证明了，我们有能力，也应该在全国的舞台上发出更强的声音。

所以，在此，我向2023级的各位发出最诚挚的邀请和最急切的呼唤:今年年底的省赛，与明年暑期的国赛，我渴望看到更多来自我们本院的队伍，能够挺身而出，踊跃报名，并肩作战，坚持到底！这门课，就是你们最好的赛前集训营！

最后，我们的中文实验文档也在持续迭代中（正与xv6的2024版内容适配），若发现任何纰漏，欢迎随时“开炮”！

祝各位，旅途愉快，Bug退散！

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【后勤补给站】

• 2021级谭宇亮OS国赛心得

https://www.scholat.com/course/V_courseOneNotice.html?courseId=100¬iceId=5395

• 2022级周晟OS国赛心得

https://www.scholat.com/course/V_courseOneNotice.html?courseId=100¬iceId=5396

• MIT课程主页 (2024):https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2024/schedule.html
• 学者网课程站点:https://www.scholat.com/course/scnuos (密码: os2025，请加入对应班级，这里是领作业和交作业的地方)
• xv6源码视频讲解https://www.bilibili.com/video/BV1w94y1a7i8/?vd_source=6a2d0695bb980cee3a790ce24df0c212