00 编辑手记 升级认知,迭代自己的操作系统 你好,我是宇新,《操作系统实战45讲》的专栏编辑。

除了负责更新课程里的内容,我也一直关注着小伙伴们的留言。这次,终于有机会自己也留一回言了,很开心能用编辑手记的方式,和你聊一聊我的想法。

这门课的独特之处

细心的小伙伴可能发现了,我们的开篇词标题是“为什么要学写一个操作系统?”注意,不只是学操作系统,而是学着去“写”一个操作系统。

你可能还会想,平时我们接触不到的“黑盒子”,现在却要我们自己写代码实现,听起来很有挑战啊?为什么会这样设计呢,且听我慢慢道来。

操作系统博大精深,甚至每个子模块单拿出来讲,都有无数的知识点,太容易只见树木不见森林。但用一个实战项目连起来的话,就能很好地帮助我们聚焦关键问题。

看似“写”操作系统,这是把难度升级了,其实是为了控制我们的作战范围。写操作系统的时候,涉及哪些关键要点,我们就相应地学习研究这部分内容。

现在成熟的操作系统,像是Linux系统,它的源码量级已是今非昔比,我们去看源代码总会晕头转向。但老师的课程像是一条线,把实战需要的东西都展示出来,想要深入研究的同学建议对照查漏补缺,然后继续跟着课程走,这样才能实现“螺旋式”进步。

如果你也喜欢玩游戏的话,估计有这样的体验,把游戏调成了无敌模式,很容易就会索然无味。没错,有挑战的游戏才好玩。有时候卡在某一处确实很痛苦,但是突破以后也会爽。你不妨把自己当作玩家,去攻克一个个操作系统的关卡。当然了,你也不是孤军奋战,遇到疑问,还可以通过学习、交流和讨论去解决。

课程的思路我就说到这里,如果你感兴趣,还可以看看我们的课程设计文档

更多课程设计的缘起,也可以看看LMOS老师好友Yason Lee的解读:《大咖助场|以无法为有法,以无限为有限》

怎样学习这门课

课程上线以后啊,LMOS老师跟我都在关注大家的留言反馈。

学习这门课的同学身份各异,从学生党到已经退休的朋友都有,但共同特点就是对操作系统充满热情,因为这样一个专栏而结缘。无论是在课程交流群,还是课程留言区里,这两个疑问算是高频出现的。

  • 学习这门课,我需要什么前置知识?
  • 某个问题/知识点好难啊,我该怎么办?

这里我就从编辑的视角说说我的看法吧。

先说第一个问题,需要什么基础。我一直在琢磨这个问题背后的含义。同学们的水平参差不齐,有畏难心理这很正常,你学习课程的时候,其实是明确了自己哪里“不会”,换个角度想,这样学习的时候不就能有的放矢了么?

不少同学担心自己不是科班出身,其实LMOS也不是科班出身的,这些历史问题还是翻篇更好,你过去怎么样,并不代表你之后不可以学习、研究操作系统。而且,就算是计算机相关专业的同学,可能学生时代上的操作系统课程也没留下特别深刻的印象,考完试就还给老师的,也大有人在。

现在还没有看完的同学也不要着急,因为更新的速度肯定要比你们的学习速度快上不少。你需要做的是按照课程顺序持续学习,慢慢来,遇到不懂的,就多看几篇,多看几遍。

课代表陈诚同学说过一句话,我记得特别深,他是这么说的: “其实,我觉得我们想学写操作系统,有时候是为了一碟醋包了一顿饺子,但是最终饺子是自己的了。”

我注意到有不少小伙伴为了打牢基础,为了跟上课程,去补充了汇编、C语言,以及计算机组成原理方面的知识,我要给这些人点赞。

但是,就算你没有把那些图书从头看到尾,其实也同样可以跟着课程,循序渐进地学习。建议你边学边练,动手跑起来。哪怕最初你只能复制老师给的配套代码,但是只要肯用心,也会对操作系统有更深的理解。与其苦恼于自己基础不行,不如踏踏实实去学习精进。

为了让你明确每个模块的内容重点和难易程度,我为你整理了一张表格,你可以做个参考。

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如果你还是想把操作系统的相关资料也都一并啃下来,那可以看看LMOS提供的参考书单,在学有余力的情况下拓展阅读。

1.关于编译工具:LD手册、GAS手册、GCC手册nasm手册make手册

2.关于GRUB:GRUB手册

3.关于CPU:Intel手册

4.关于汇编:《汇编程序设计》;

5.关于C语言:《C语言程序设计现代方法》;

6.关于操作系统:《操作系统设计与实现》。

如果你想参考优秀课代表的学习经验与方法,可以参考后面这些用户故事。

1.零基础yiyang同学的课程实战经验

2.优秀课代表pedro的技术学习方法

3.技术发烧友spring Xu的课程学习思考

4.安全产品研发leveryd的动态调试学习法

5.课程优质笔记分享达人neohope的访谈加餐:技术学习与职业成长方法论

下面我再说说第二个问题,当你具体学习的时候,觉得某个知识点很难,应该怎么办?对于这个问题我想给你分享三个小建议。

第一个建议就是做好心理建设。

就拿不少同学都觉得头疼的内存管理来说吧。其实当时我在看这部分稿件的时候,也觉得压力山大。记得当时LMOS老师还鼓励我说,挺过去就好了。现在你看到的内存章节,其中16~18讲原先是一整块的内容,我们经过讨论优化,考虑让大伙儿更容易跟上,才拆分细化成了三节课。

内存是内核的内核,肯定很难。不过就像英语单词不能永远背到“abandon”一样,想要深入地探索操作系统,这关必须迎难而上。

第19课如何管理内存对象为例,不知道你看没看到置顶评论中“neohope”同学的学习笔记,建议重点关注一下他抓“关键”内容的能力。

古语说,不积跬步无以至千里。你可能会怀疑自己,但不必过度焦虑。如果咱们因为差距过大,而陷入弃疗状态,那就太可惜了。哪怕是“大佬”,也曾有萌新时期,基础不好就慢慢跟进。

第二个建议就是明确自己的需求,按需学习。

虽然没有什么“跳关”秘籍,但还是有些技巧让你快速掌握一节课内容的。没错,就像数据结构一样,每节课也有“内容结构”,想要快速消化,可以着重理一理后面这几点:

  • 这个模块/这节课要解决什么问题(What)
  • 思路是什么/ 为什么要这么解决(Why)
  • 具体如何用代码实现(How)

你还可以自己动手用流程图画一下(pedro同学推荐了此方法,你可以试试绘图工具 Graph-Easy),这样不容易迷路。

当然,如果你已经有不少的学习积累,或者目的不在于“全景浏览”和“扫盲”,而是想要更加深入,那你必然要花费更多苦工。操作系统是星辰大海,建议以你困惑的问题为导向,进行专项突破。

比如,第23节课 Slab 内存对象,来自课程交流 1 群的zzyj同学就分享了Slab作者写的参考文献,你不妨搭配使用。

我的第三个建议是,积极交流,在反馈和记录中激励自己。

虽然学习方法重要,但我们也不要沉迷于把时间消耗在“找方法”上。很可能“优质方法”给你节省的时间,还赶不上你在找方法这件事上花掉的时间。

一人计短,众人计长,我们课程开设留言区,在部落开话题(推荐你在话题下分享自己的学习收获,晒一晒实战截图),搭建用户交流群,就是为了让你的学习之旅不再孤单,让我们在分享交流中一同进步。

除了多交流,我也强烈推荐你学习留痕,把你的阶段性学习成果、经验记录下来,这些都能激励自己坚持学习。都说闻道有先后,术业有专攻。百科全书式的人毕竟是少数,但爱学习的小伙伴总会遇到志同道合的朋友。

今天的提问者,也许明天就有能力给别人解答问题了,这就是教学相长。我们的助教 Jason提到: “教别人是个沟通的过程,各种感官都会调度起来。调度越多,大脑参与理解记忆的部分就越多,以后回忆起来,搜索路径就越多。光看的话,只是眼睛。这跟实践出真知,道理类似。”

古语有云“读书有三到:谓心到,眼到,口到。”有了主动输出,可以带动你整理自己的理解,还锻炼了表达沟通能力,一举多得。

总之,你可以把这个专栏作为导航,但驾驶位你必须自己坐。临渊羡鱼,不如退而结网,坚持学习和实践,相信你会不虚此行。

1号用户的独家体验

说了这么多,最后我还想说说做这门课的感受。从5月10日上线到现在,这个专栏已经伴随你3个月的时间了。不过,作为享受了抢先阅读福利的编辑,我这个1号用户跟这个专栏共度的时间要更久一些,算上专栏的前期沟通、筹备、打磨这些环节一共8个月。

记得LMOS跟我说过,当年他写书的时候,用了13个月写完了22万字,而专栏里只算课程内容文字就超过了这个数字,但我们却是用了8个月跑完了这场“马拉松”。当然,老师的工作量远不止这些,就比如Cosmos配套代码的设计跟实现,同样是一个极具挑战的大工程。

说句题外话,LMOS兴趣广泛,爱好文学、音乐。日常写代码之余,他还会拍各种好看的照片(能当壁纸的那种),还是一个被代码“耽误”的摄影师。

但是他一旦进入工作状态,就会非常负责。操作系统的知识体量很大,为了把内容讲得更清楚,就需要老师花很多功夫对内容反复修订。除了对内容品质的高要求,老师也非常乐意回应大家的问题,在课程交流群里也很活跃。

LMOS身体力行地给我上了一课,我确实被他的热情打动了,也希望这份热情能够通过专栏传递给你。

最后我想和你说的是,积极学习,但不要盲目轻信。我们在第4节课分析各种操作系统特点的时候,老师有条留言回复是这样说的: “保持中立,务实求真,对比之下,方见真章。”

这让我发现,学习就是我们把自己当作一个“操作系统”,保持理性,客观公正,而且要不断优化自己对外界信息的整合能力,升级自己的思考方式。

知识不懂,借助搜索工具就能较快填补,但思维方式的迭代,还有经验洞见的积累,却需要长时间的努力。课程更新结束了,但我们的学习之旅还很漫长。升级认知,迭代自己的操作系统,这需要长期坚持。

另外,Cosmos项目现在已经开源,也欢迎大家加入其中。希望《操作系统实战45讲》成为一座灯塔,为你指路,给你带来新鲜的认知,成为你探索星辰大海的引路者,加油!

参考资料

https://learn.lianglianglee.com/%e4%b8%93%e6%a0%8f/%e6%93%8d%e4%bd%9c%e7%b3%bb%e7%bb%9f%e5%ae%9e%e6%88%9845%e8%ae%b2/00%20%e7%bc%96%e8%be%91%e6%89%8b%e8%ae%b0%20%e5%8d%87%e7%ba%a7%e8%ae%a4%e7%9f%a5%ef%bc%8c%e8%bf%ad%e4%bb%a3%e8%87%aa%e5%b7%b1%e7%9a%84%e6%93%8d%e4%bd%9c%e7%b3%bb%e7%bb%9f.md