操作系统原理与实践 ¶

CS 专业基础 AI 专业基础

课程学习内容 ¶

这门课主要包括如下内容：

操作系统基本概念
进程管理，包括进程调度、进程间通讯、锁和同步等
内存管理，包括分页、分段、内存替换、内存映射等
文件系统，文件系统的逻辑层次和存储的布局方式等
大容量存储，IO 系统等
其他还有 QEMU 的使用、交叉编译、内核模块编译、ELF 文件格式、C 代码二进制布局等内容

先修要求 ¶

计算机组成

很难说有哪门具体的课可以作为系统的先修课，因为系统涉及的内容在很多课都会涉及，但是都被抽象封装的很好，以至于都能有所体会，但是很难深入吧。

了解 C 程序的布局方式有利于理解 OS 如何运行程序
了解多线程、多进程编程有利于了解锁和进程调度
计算机组成学的 RISC-V 编程和中断异常机制可以用在 OS 编程和 trap_handler 的实现上来

实验要求 ¶

申文博

lab0：配置实验环境，编译与运行内核
lab1：RV64 内核引导与时钟中断处理
lab2：RV64 内核线程调度
lab3：RV64 虚拟内存管理
lab4：RV64 用户态程序
lab5：RV64 缺页异常处理
lab6：实现 fork 机制
lab7：VFS & FAT32 文件系统（bonus）

lab 迟交一天扣 10% 直到 0 分为止。

同时老师对于查重非常严格，如果有一个 lab 被查重，抄袭者和被抄袭者当次实验计零分。如果有两个及以上被查重，直接挂科。

任课教师 ¶

申文博

申老师上课非常仔细生动，而且在一些重要的节点会直接解析 Linux 的源码，只要认真听讲就可以学习的非常深入。申老师很喜欢在课上和同学交流，所以很经常问大家有什么问题想问，很期待得到学生的反馈，此外会时不时介绍一些计算机的常识和笑话。并且作为青年老师并没有什么架子，非常好相处，有任何问题都可以课间或者课后直接问。

课程教材 ¶

《操作系统概念》

PPT 的内容基本是齐全的，不过涉及到 Linux 代码的内容还是要参考 PPT 和课堂讲解。

分数构成 ¶

申文博

实验（50%）
- 20、21 级 OS 一共 7 个 Lab，分为 Lab0 - Lab6
- Lab0 为实验环境搭建，但是工作量也不小，也需要写实验报告
- 每个 Lab 具体占分比例没有公布
- Lab 的 delay penalty 为每迟一天 -10%。
期末考试（50%）

老师不会点名，但在 21 级上课时有小测（提前告知 / 不告知），并据他所说明年会考虑将小测纳入分数构成。

学习建议 ¶

操作系统这门课是大三上比较重要的一门课，还是要认真对待的。课堂上着重讲的内容比如进程调度、缺页异常之类的，同时也是实验的重点内容，所以专心听课可以帮助大家提高做实验的效率，同样好好做实验也可以夯实知识的理解（因为有一点没搞懂基本实验就失败了）。部分内容和别的课程相互重叠，比如平时作业只有六个 lab，迟交一天扣 10%，所以需要及时做，基本来得及。lab 的完成效率主要取决于对课程知识的理解和 gdb 调试的能力，一般来说几个实验做完 gdb 或者 debug 的水平就会比较高了，然后汇编编程可能比 C 更仔细。平时实验务必自己独立完成，不要抱有任何侥幸心理。期末考试可以带 1-2 张 A4 纸，大家普遍会使用 hjh 的 A4 纸，不过个人觉得意义不大。期末考至少 20 级大量采用了题库的题目（即王道上的考研题），大家可以刷其他班的平时作业题（如 jjm 班的作业和小测），会有很多的原题（取决于当年是哪位老师出题）。在给分上面，平时作业助教给分都比较好，要点到了就可以基本满分，期末考因为选择判断为主、计算题也是踩点给分，所以不太能捞。