0
00:00:15,080 --> 00:00:16,200
各位同学 大家好

1
00:00:16,240 --> 00:00:19,400
我是陈渝 清华大学计算机系的老师

2
00:00:19,440 --> 00:00:22,440
我和向勇老师负责给大家上操作系统这门课

3
00:00:22,480 --> 00:00:25,160
我主要负责操作系统实验这个环节

4
00:00:25,200 --> 00:00:28,440
为了完成实验我们需要做一些准备工作

5
00:00:28,480 --> 00:00:31,840
第一个要了解大致做哪些实验内容这是一个

6
00:00:31,880 --> 00:00:34,400
第二个你要知道为了完成实验

7
00:00:34,440 --> 00:00:36,160
你要搭好一个实验环境

8
00:00:36,200 --> 00:00:37,520
所以说我们这两部分内容

9
00:00:37,560 --> 00:00:40,920
分别给大家展开来做一个介绍

10
00:00:40,960 --> 00:00:43,840
先看实验内容这块

11
00:00:43,880 --> 00:00:45,760
实验内容包含了以下几个部分

12
00:00:45,800 --> 00:00:47,640
第一部分是关于前言部分

13
00:00:47,680 --> 00:00:51,680
我们了解一下为什么要上操作系统实验

14
00:00:51,720 --> 00:00:54,480
对于操作系统课而言其实主要包含了两部分内容

15
00:00:54,520 --> 00:00:57,880
一部分是操作系统原理 另一部分是操作系统实验 

16
00:00:57,920 --> 00:01:02,920
原理主要介绍了操作系统很多基本的概念 算法

17
00:01:02,960 --> 00:01:05,040
基本的一些操作系统知识

18
00:01:05,080 --> 00:01:09,200
操作系统实验主要是讲解怎么用我们C语言

19
00:01:09,240 --> 00:01:12,080
或者在硬件环境或者模拟环境中

20
00:01:12,120 --> 00:01:13,760
能把操作系统给实现出来

21
00:01:13,800 --> 00:01:16,520
或者说能把操作系统改进完善

22
00:01:16,560 --> 00:01:18,200
使它能够正常工作

23
00:01:18,240 --> 00:01:20,520
这两者之间貌似差别比较大

24
00:01:20,560 --> 00:01:24,040
但是其实相互之间起了一个很重要互补作用

25
00:01:24,080 --> 00:01:26,880
为什么这么说呢 因为大家可以看一看

26
00:01:26,920 --> 00:01:30,880
很多原理上一些内容 相对来说比较分散比较独立

27
00:01:30,920 --> 00:01:33,400
但是这些分散独立的概念

28
00:01:33,440 --> 00:01:35,680
其实都是我们操作系统实验中

29
00:01:35,720 --> 00:01:37,560
重要的组成部分 这是一个

30
00:01:37,600 --> 00:01:40,880
第二个这一组成部分是有一个紧密的联系的

31
00:01:40,920 --> 00:01:44,320
而这个联系性只有通过做实验才能有更深入体会

32
00:01:44,360 --> 00:01:46,640
这是我们觉得为什么要去

33
00:01:46,680 --> 00:01:48,880
做操作系统实验的很重要的目标

34
00:01:48,920 --> 00:01:52,040
第二个很多操作系统概念上

35
00:01:52,080 --> 00:01:56,280
讲的一些基本的术语算法等等

36
00:01:56,320 --> 00:01:58,560
那么它和我们具体的操作系统实现

37
00:01:58,600 --> 00:02:00,000
什么样对应关系

38
00:02:00,040 --> 00:02:02,240
它们之间有什么样的联系

39
00:02:02,280 --> 00:02:08,120
这个也是通过上原理课做实验才能有更深刻的体会

40
00:02:08,160 --> 00:02:11,880
所以我们认为操作系统课程它是一个科学

41
00:02:11,920 --> 00:02:13,720
和工程相结合的一门课

42
00:02:13,760 --> 00:02:18,840
需要通过原理的学习 通过实验的实践

43
00:02:18,880 --> 00:02:23,840
才能更好更深入掌握操作系统基本的知识

44
00:02:23,880 --> 00:02:25,680
这是我们认为为什么要上

45
00:02:25,720 --> 00:02:30,200
操作系统实验的一个很重要的目标

46
00:02:30,240 --> 00:02:32,040
另一方面我们强调了

47
00:02:32,080 --> 00:02:33,800
因为操作系统都知道是一个软件

48
00:02:33,840 --> 00:02:36,000
它需要去编程

49
00:02:36,040 --> 00:02:39,120
那我们需要大家在实际编程中能深刻的体会到

50
00:02:39,160 --> 00:02:42,280
操作系统到底是怎么完成它的功能

51
00:02:42,320 --> 00:02:46,080
怎么来展现它具体的概念算法

52
00:02:46,120 --> 00:02:49,960
我们认为操作系统实验需要强调这个实验环节

53
00:02:50,000 --> 00:02:53,600
对于我们同学来完成这个实验需要注意几点

54
00:02:53,640 --> 00:02:57,200
第一个是需要注意 你要理解整个系统

55
00:02:57,240 --> 00:03:00,920
这个系统包含了软件硬件两方面知识

56
00:03:00,960 --> 00:03:03,040
因为操作系统只要控制硬件

57
00:03:03,080 --> 00:03:06,920
所以你要站在一个全局的角度来理解问题

58
00:03:06,960 --> 00:03:10,880
第二个循序渐进完善功能

59
00:03:10,920 --> 00:03:11,680
为什么这么说呢

60
00:03:11,720 --> 00:03:14,440
因为我们知道操作系统虽然是一个大型软件

61
00:03:14,480 --> 00:03:16,240
但是它也不是一天建成的

62
00:03:16,280 --> 00:03:21,000
它也是一点点像搭积木一样 形成了从一小块 

63
00:03:21,040 --> 00:03:24,160
一个砖头两个砖头最后形成了一座房子

64
00:03:24,200 --> 00:03:27,960
那么这个搭积木的过程我们希望同学能够掌握

65
00:03:28,000 --> 00:03:30,120
知道怎么从零开始

66
00:03:30,160 --> 00:03:34,160
能够完成出一个完整的小型的OS

67
00:03:34,200 --> 00:03:37,120
这是我们希望同学能够去了解和掌握的

68
00:03:37,160 --> 00:03:43,480
第三个要懂得阅读代码和能够去改进它

69
00:03:43,520 --> 00:03:47,680
这点其实是我们做实验中有一个比较深入体会

70
00:03:47,720 --> 00:03:48,920
为什么这样说呢 

71
00:03:48,960 --> 00:03:52,480
其实大家在完成后续的实验会发现

72
00:03:52,520 --> 00:03:56,240
这个实验你花了很大一部分时间是在阅读代码

73
00:03:56,280 --> 00:04:00,480
并不是在编程 而是在理解和阅读代码

74
00:04:00,520 --> 00:04:04,720
只有很好的通过阅读代码把操作系统的框架

75
00:04:04,760 --> 00:04:06,440
它的实验细节掌握之后

76
00:04:06,480 --> 00:04:09,480
你再去完成老师给你布置那些实验内容

77
00:04:09,520 --> 00:04:11,040
你会发觉还比较容易

78
00:04:11,080 --> 00:04:13,120
所以你发现你完成代码量并不大

79
00:04:13,160 --> 00:04:15,720
但是你为此要把这个代码读懂

80
00:04:15,760 --> 00:04:17,480
花的时间是很多

81
00:04:17,520 --> 00:04:21,280
特别是它和我们一般的应用程序是有很大的区别

82
00:04:21,320 --> 00:04:23,600
它需要有很多跟我们硬件打交道

83
00:04:23,640 --> 00:04:27,280
它的编写方式 它的处理方式 

84
00:04:27,320 --> 00:04:31,160
都和我们通常应用程序有很大区别 这是一方面

85
00:04:31,200 --> 00:04:34,640
另一方面当你能够掌握这个基本OS功能之后

86
00:04:34,680 --> 00:04:38,200
我们还可以对它进行扩展 做一些创新性实验

87
00:04:38,240 --> 00:04:41,240
这也是很鼓励一些觉得自己能力还不错

88
00:04:41,280 --> 00:04:43,040
你还需要进一步挑战

89
00:04:43,080 --> 00:04:47,400
你可以去在这方面有充分余地去发挥你的能力 

90
00:04:47,440 --> 00:04:50,960
看看你能不能在这个操作系统之上完成新的功能

91
00:04:51,000 --> 00:04:53,160
来增强操作系统能力

92
00:04:53,200 --> 00:04:54,680
我们后面会跟大家做介绍

93
00:04:54,720 --> 00:05:01,600
我们同学这方面做的工作

94
00:05:01,640 --> 00:05:04,280
第二方面我们看看国外发展的情况

95
00:05:04,320 --> 00:05:09,240
首先是MIT我们清华大学在操作系统教学改革上面

96
00:05:09,280 --> 00:05:11,800
充分借鉴了MIT这些教学思路

97
00:05:11,840 --> 00:05:15,280
他们很强调超系统课工程实践能力

98
00:05:15,320 --> 00:05:17,320
所以他们设计了两个OS

99
00:05:17,360 --> 00:05:20,760
一个叫XV6一个JOS希望同学能够阅读XV6

100
00:05:20,800 --> 00:05:24,280
然后来改进完善JOS这么一个操作系统

101
00:05:24,320 --> 00:05:29,160
这是他们的一个思路 哈佛也是一样有OS161

102
00:05:29,200 --> 00:05:32,120
以及后面的哥伦比亚 伯克利 斯坦福等等

103
00:05:32,160 --> 00:05:35,920
他们都有各自的操作系统实践的环节

104
00:05:35,960 --> 00:05:38,840
强调学生在理解原理的同时

105
00:05:38,880 --> 00:05:41,880
能够通过实验来加强对操作系统

106
00:05:41,920 --> 00:05:44,880
一些具体细节的掌握和理解

107
00:05:44,920 --> 00:05:48,720
从而对操作系统有个更全面和深入的体会

108
00:05:48,760 --> 00:05:52,520
在国内也是一样 我们是基于国外的一些先进的一些经验

109
00:05:52,560 --> 00:05:55,080
比如JOS XV6 OS16以及Linux

110
00:05:55,120 --> 00:05:58,560
来设计一个小型的OS叫ucore

111
00:05:58,600 --> 00:06:00,800
我们现在做的实验就是阅读ucore

112
00:06:00,840 --> 00:06:02,560
然后对ucore进行改进和扩展

113
00:06:02,600 --> 00:06:06,000
这是一方面 其他比方说像北大 

114
00:06:06,040 --> 00:06:07,800
国防科大等等 他们有不同思路

115
00:06:07,840 --> 00:06:10,640
有的是基于一个小型的OS 比如说像北大

116
00:06:10,680 --> 00:06:14,600
我们了解到他是基于MIT一些实验环节

117
00:06:14,640 --> 00:06:16,120
像国防科大 浙大等等

118
00:06:16,160 --> 00:06:19,520
他们更强调一些基于Linux来做相应的实现

119
00:06:19,560 --> 00:06:23,680
相对而言Linux更加复杂功能更强大

120
00:06:23,720 --> 00:06:27,040
掌握它花的代价相对要大一些

121
00:06:27,080 --> 00:06:30,200
还有上海交大 南开 基于国外的

122
00:06:30,240 --> 00:06:32,560
Minix Nachos等等 来做相关的实验 

123
00:06:32,600 --> 00:06:35,160
当然这些信息还有待进一步更新

124
00:06:35,200 --> 00:06:36,840
我们是目前了解到一些情况

125
00:06:36,880 --> 00:06:39,800
从中可以看出来国内的大学

126
00:06:39,840 --> 00:06:45,080
特别是一些对操作系统这门课很重视的一些学校

127
00:06:45,120 --> 00:06:49,160
他们还是把很多精力 除了放在原理课教学之上

128
00:06:49,200 --> 00:06:52,920
也放在了这个实验环节 所以我们希望

129
00:06:52,960 --> 00:06:57,280
同学们也可以看到通过实验 其实是有很好的

130
00:06:57,320 --> 00:06:59,880
能够进一步掌握操作系统这么一个机会

131
00:06:59,920 --> 00:07:03,600
其实除了一些教学OS之外 还有一些实际的OS

132
00:07:03,640 --> 00:07:05,440
前面已经讲到有Linux 

133
00:07:05,480 --> 00:07:10,600
Solaris Windows Rtems eCos等等

134
00:07:10,640 --> 00:07:12,960
这也是一些实际存在的一些OS

135
00:07:13,000 --> 00:07:18,280
它们也是在某些学校和某些领域得到学习和掌握

136
00:07:18,320 --> 00:07:19,680
其实没有什么特别区别

137
00:07:19,720 --> 00:07:22,560
我觉得大家根据各自的特点

138
00:07:22,600 --> 00:07:26,120
可以选择不同的OS来作为你们实验的目标

139
00:07:26,160 --> 00:07:28,240
甚至还有同学说 一个OS都没有

140
00:07:28,280 --> 00:07:30,720
我们从零开始来实现OS 这也是有可能的

141
00:07:30,760 --> 00:07:31,720
我们看到有些挑战

142
00:07:31,760 --> 00:07:33,640
就是有些愿意接受挑战的同学

143
00:07:33,680 --> 00:07:36,600
他自身对计算机理解很充分的话

144
00:07:36,640 --> 00:07:40,320
我们也不觉得不能够从零开始实现OS

145
00:07:40,360 --> 00:07:42,240
据我们了解确实有这样的同学存在