0
00:00:00,000 --> 00:00:06,320
 

1
00:00:06,360 --> 00:00:09,360
那上操作系统实验课的目的是什么呢

2
00:00:09,400 --> 00:00:12,920
最主要的目标是在我们操作系统原理

3
00:00:12,960 --> 00:00:16,080
和操作系统设计实现上面建一座桥梁

4
00:00:16,120 --> 00:00:19,760
能够辅助同学能够更好深刻理解

5
00:00:19,800 --> 00:00:22,040
操作系统基本概念怎么产生的

6
00:00:22,080 --> 00:00:25,600
怎么具体实现的 这是一个很重要目标

7
00:00:25,640 --> 00:00:30,000
另一方面我们希望同学通过的操作系统实验

8
00:00:30,040 --> 00:00:33,960
能够对操作系统设计有个全局的感觉 全局观

9
00:00:34,000 --> 00:00:36,560
这一点也是很重要的一个特点

10
00:00:36,600 --> 00:00:38,360
因为操作系统相对而言

11
00:00:38,400 --> 00:00:42,000
在大学期间是同学能够碰到一个

12
00:00:42,040 --> 00:00:45,400
相对比较大型比较复杂的软件系统

13
00:00:45,440 --> 00:00:50,080
那么你怎么能够很好在一个全局的角度把握它

14
00:00:50,120 --> 00:00:53,720
能够对它进行改进扩展分析理解等等

15
00:00:53,760 --> 00:00:56,000
这对我们同学提供新的挑战

16
00:00:56,040 --> 00:00:59,720
这也是一个能力的锻炼和培养

17
00:00:59,760 --> 00:01:04,440
第三方面其实我们也知道操作系统

18
00:01:04,480 --> 00:01:08,080
它的实现相对来说还是比较复杂的

19
00:01:08,120 --> 00:01:10,320
并不是说我们每个同学

20
00:01:10,360 --> 00:01:13,840
都需要去能够对它进行很深入的理解

21
00:01:13,880 --> 00:01:15,840
然后能够对它进行改进扩展

22
00:01:15,880 --> 00:01:17,320
甚至从头实现一个 

23
00:01:17,360 --> 00:01:19,320
其实提出了一个很高的要求

24
00:01:19,360 --> 00:01:22,360
我们其实也知道同学一般会分三等

25
00:01:22,400 --> 00:01:24,440
针对不同的同学我们其实应该有不同方法

26
00:01:24,480 --> 00:01:27,480
所以说我们强调什么呢 差异化教学

27
00:01:27,520 --> 00:01:29,720
那差异化教学体验在什么地方呢

28
00:01:29,760 --> 00:01:33,200
对于高水平 中等水平和较弱水平的同学

29
00:01:33,240 --> 00:01:35,520
我们分别有不同的要求

30
00:01:35,560 --> 00:01:39,520
对于高水平的同学在他完成基本的操作系统实验情况下

31
00:01:39,560 --> 00:01:41,760
我们希望他去做创新的实验

32
00:01:41,800 --> 00:01:45,040
甚至挑战一些没有尝试过的一些东西

33
00:01:45,080 --> 00:01:46,640
比如说举个例子 

34
00:01:46,680 --> 00:01:50,400
现在的ucore它没有去对多核处理器有支持

35
00:01:50,440 --> 00:01:52,360
我们有没有同学可以挑战一下

36
00:01:52,400 --> 00:01:56,560
实现一个对多核处理器支持的这么一个ucore操作系统

37
00:01:56,600 --> 00:01:59,480
这是一个可以去尝试一个工作

38
00:01:59,520 --> 00:02:01,400
第二个对于中等同学来说

39
00:02:01,440 --> 00:02:03,560
我们最基本的要求是什么呢

40
00:02:03,600 --> 00:02:07,720
就是能够完成我们布置的基本实验

41
00:02:07,760 --> 00:02:10,080
你完成了基本实验 其实就基本说

42
00:02:10,120 --> 00:02:15,120
能够把我们操作系统原理上面的一些知识点对应起来

43
00:02:15,160 --> 00:02:16,520
在很大程度上体现了

44
00:02:16,560 --> 00:02:19,560
我们操作系统原理课讲的知识点

45
00:02:19,600 --> 00:02:23,880
那么你能够知道知识点怎么回事 具体实现怎么回事

46
00:02:23,920 --> 00:02:26,760
通过这样的话就可以使得同学

47
00:02:26,800 --> 00:02:30,040
对于操作系统理解会更加深刻

48
00:02:30,080 --> 00:02:33,520
对于比较弱的同学 我们希望他能够理解代码

49
00:02:33,560 --> 00:02:37,840
他也许编程还确实无法完成我们的实验

50
00:02:37,880 --> 00:02:40,640
但是我们也提供了实验的答案

51
00:02:40,680 --> 00:02:43,520
所以说通过理解这个代码

52
00:02:43,560 --> 00:02:45,720
他能够知道原来操作系统

53
00:02:45,760 --> 00:02:47,480
是这么来完成这么一个功能

54
00:02:47,520 --> 00:02:49,560
比如说我们后面讲到的内存管理

55
00:02:49,600 --> 00:02:54,360
文件系统进程调度等等 这些他能把代码读懂

56
00:02:54,400 --> 00:02:56,840
能够运行起来 能够调试分析它

57
00:02:56,880 --> 00:02:59,400
也可以很好地去把我们原理

58
00:02:59,440 --> 00:03:02,120
和我们实验给对接起来

59
00:03:02,160 --> 00:03:04,760
这是我们说对于相对来说比较弱的同学

60
00:03:04,800 --> 00:03:10,320
他的要求 这也是对差异化教学的一种尝试

61
00:03:10,360 --> 00:03:14,680
为此我们就要设计相应的操作系统实验

62
00:03:14,720 --> 00:03:18,960
我们主要思路是基于一些大量的开源软件

63
00:03:19,000 --> 00:03:23,000
来从各个层面来使的同学们更好掌握OS

64
00:03:23,040 --> 00:03:24,320
首先你的实验环境是什么

65
00:03:24,360 --> 00:03:27,280
就是我们这里面由于大量的工具是基于Linux

66
00:03:27,320 --> 00:03:30,640
所以说我们希望同学能够在Linux环境中

67
00:03:30,680 --> 00:03:33,480
来开展实验的过程 这是一个

68
00:03:33,520 --> 00:03:35,960
第二个你需要去理解代码

69
00:03:36,000 --> 00:03:37,760
理解代码有很多代码有这样的工具

70
00:03:37,800 --> 00:03:41,320
比如说我们讲的Eclipse understand

71
00:03:41,360 --> 00:03:43,960
这些工具都可以便于你去从一个细节

72
00:03:44,000 --> 00:03:47,040
或者从一个全局的角度来看这个代码

73
00:03:47,080 --> 00:03:49,360
还有就是生成一些自动文档

74
00:03:49,400 --> 00:03:52,880
也是便于理解和分析的 比如Doxygen

75
00:03:52,920 --> 00:03:55,040
你能够把你这个代码能够编译成

76
00:03:55,080 --> 00:03:58,680
最后能够执行的机器码  你需要一些编译器

77
00:03:58,720 --> 00:04:01,040
GCC Make 等等一系列辅助工作

78
00:04:01,080 --> 00:04:05,960
来帮你来把你写代码变成最终的OS

79
00:04:06,000 --> 00:04:08,840
一个可以执行的执行码

80
00:04:08,880 --> 00:04:11,000
那你编好了OS之后你要运行

81
00:04:11,040 --> 00:04:12,360
那运行在什么地方呢 我们有两种

82
00:04:12,400 --> 00:04:15,800
一种是说我们可以跑在真实的机器里面

83
00:04:15,840 --> 00:04:20,200
比如说我们这里面ucore针对是32个X86机器

84
00:04:20,240 --> 00:04:21,720
我们可以用真的机器来跑

85
00:04:21,760 --> 00:04:23,240
当然这相对来说比较麻烦一点

86
00:04:23,280 --> 00:04:25,760
我们也可以基于模拟器比如说QEMU

87
00:04:25,800 --> 00:04:28,920
它是一个软件 它可以模拟出一台X86的机器

88
00:04:28,960 --> 00:04:32,280
这个上面去跑我们编写的OS

89
00:04:32,320 --> 00:04:35,440
但是你在编写的过程中还可能出错

90
00:04:35,480 --> 00:04:37,920
出错我们需要调试 我们有调试工具

91
00:04:37,960 --> 00:04:42,440
比如说基于GDB和QEMU来进行调试

92
00:04:42,480 --> 00:04:44,320
而且我们还可以基于集成开发环境

93
00:04:44,360 --> 00:04:48,640
比如Eclipse的CDT来进行编辑

94
00:04:48,680 --> 00:04:52,720
分析 运行 调试 整个这个环节的工作

95
00:04:52,760 --> 00:04:55,920
更加简化 大家在完成实验中的难度

96
00:04:55,960 --> 00:04:57,800
这是我们提供一系列工具

97
00:04:57,840 --> 00:05:01,000
所有这些工具都在Linux里有很好的支持

98
00:05:01,040 --> 00:05:04,080
也有同学尝试在Windows里跑 也有可能

99
00:05:04,120 --> 00:05:06,360
配置的环境相对来说更加复杂一些

100
00:05:06,400 --> 00:05:09,120
所以我们这里面鼓励大家基于Linux

101
00:05:09,160 --> 00:05:12,280
来进行整个实验环境的建设

102
00:05:12,320 --> 00:05:14,320
和最后的实验过程的完成

103
00:05:14,360 --> 00:05:19,160
我们可以看看实验内容里面主要包含哪方面

104
00:05:19,200 --> 00:05:22,640
跟我们操作系统课的知识点是对应的

105
00:05:22,680 --> 00:05:25,800
我们一开始会讲到中断 外设

106
00:05:25,840 --> 00:05:28,480
你这个操作系统针对的机器

107
00:05:28,520 --> 00:05:32,200
针对一台计算机来进行管理和处理

108
00:05:32,240 --> 00:05:35,320
那么这里面会涉及到相应的IO管理和中断管理

109
00:05:35,360 --> 00:05:37,400
这是一块 这是跟外设相关的

110
00:05:37,440 --> 00:05:41,280
第二块跟我们计算机内存相关 

111
00:05:41,320 --> 00:05:43,600
内存管理 它怎么有效管理内存

112
00:05:43,640 --> 00:05:46,880
来放置我们的代码和我们的数据

113
00:05:46,920 --> 00:05:48,920
第三个跟我们CPU相关

114
00:05:48,960 --> 00:05:52,080
那怎么有效的利用CPU来完成相应的工作

115
00:05:52,120 --> 00:05:53,840
需要分时 把这个CPU的时间

116
00:05:53,880 --> 00:05:57,480
分给不同的程序去运行完成特定的工作

117
00:05:57,520 --> 00:06:00,640
这也是我们操作系统很重要一个管理过程

118
00:06:00,680 --> 00:06:03,960
还有就是涉及到当多个程序在一起跑的时候

119
00:06:04,000 --> 00:06:07,360
它们有一些并发同步的一些管理

120
00:06:07,400 --> 00:06:09,320
这个也需要我们操作系统来保证

121
00:06:09,360 --> 00:06:13,240
才能使得整个程序正常工作

122
00:06:13,280 --> 00:06:15,120
否则就会出现类似我们说的

123
00:06:15,160 --> 00:06:19,720
后面我们会讲到死锁等等一系列问题

124
00:06:19,760 --> 00:06:24,240
还有最后你这些数据 你这些代码需要永久存储

125
00:06:24,280 --> 00:06:26,760
需要长期存储的环境 那这个环境是什么呢

126
00:06:26,800 --> 00:06:30,720
我们说的这个 我们一般都知道有个硬盘 磁盘等等

127
00:06:30,760 --> 00:06:34,760
但是操作系统为了能便于我们用户应用程序

128
00:06:34,800 --> 00:06:38,000
放置它的数据和代码 我们设计了文件系统

129
00:06:38,040 --> 00:06:42,520
从而更简单完成对操作系统管理

130
00:06:42,560 --> 00:06:46,240
这些部分都是覆盖在我们8个实验中

131
00:06:46,280 --> 00:06:50,920
我们会在实验过程中来体会讲到这些原理

132
00:06:50,960 --> 00:06:53,880
具体在OS是怎么实现的

133
00:06:53,920 --> 00:06:55,720
这是我们希望做到的

134
00:06:55,760 --> 00:06:58,160
那为了减少这个代码量其实大家都知道

135
00:06:58,200 --> 00:07:03,760
像比如说Linux Windows那是上千万行的代码

136
00:07:03,800 --> 00:07:07,640
太大了 不要说学生了 就是一个资深的工程师

137
00:07:07,680 --> 00:07:09,640
也很难把它全部掌握到

138
00:07:09,680 --> 00:07:12,120
所以我们希望能够减少代码规模量

139
00:07:12,160 --> 00:07:14,240
使得学生在有限时间内

140
00:07:14,280 --> 00:07:17,400
比如一个学期能够去掌握和理解这个代码

141
00:07:17,440 --> 00:07:20,640
我们理解是说大概控制在一万行代码量之内

142
00:07:20,680 --> 00:07:25,040
从Lab1到Lab8 Lab1可能只有几百行代码

143
00:07:25,080 --> 00:07:27,840
到Lab8大约控制在一万行代码以内

144
00:07:27,880 --> 00:07:32,840
从而可以实现对OS的更深入的理解

145
00:07:32,880 --> 00:07:37,080
同时我们提供的相应的讲义和文档来帮助同学

146
00:07:37,120 --> 00:07:37,160
甚至我们答案也提供大家

147
00:07:37,200 --> 00:07:38,640
可以更好的去理解和掌握实验是怎么完成的