Education is what remains after one has forgotten what one has learned in school. Albert Einstein
终于可以聊聊Introduction to Computer Systems这门课程了，话说这门课程出现的原因是，Randal Bryant和David O'Hallaron两位教授发现CMU学生的计算机基础并不怎么好，所以就想设计一门课程一次性帮助学生巩固好基础，因此就诞生了这门课程，以及一本程序员圈子内十分有名的书，Computer Systems: A Programmer's Perspective（中文译作：深入了解计算机系统）。且CMU的邮编地址也是来源于这门课的编号：15213，可见这门课程在CMU的地位，除此之外，这门课程还是其他高阶课程的预备课程，比如：操作系统，编译原理，计算机网络，分布式系统等等。
一打课程PPT
在来CMU之前，我们就被要求学习这门课程，花了接近5个月时间，读完了CSAPP这本书，做完了所有的实验，完成了两次上机考试，这样的学习体验是我从来没有经历过的，首先，系统级编程使用C语言，这对于长期用Python的我不是特别适应，可能用Python一个单词就搞定的事情，在C里面，需要从底层一点点实现；其次，内容涉及面相当广，整数和浮点数的二进制表示，汇编语言，到缓存实现，链接，到异常，信号，进程，虚拟内存，动态内存分配，一直到系统IO，网络编程，线程实现，所有这些话题我在工作中都有接触，那时候，我也很好奇，这些在操作系统底层都是怎么实现的，碍于时间和精力，都只用类比的方式去理解，比如进程好像就是工厂中的工人，而这一次“漫游”帮助我从底层去思考其实现方式(cue一下Elon Musk的First Principle :) )；最后，精心设计的作业体系，回想自己读书时，大部分都是平常各种水，期末考试临时抱佛脚，真还能拿一个不错的分数，然而这门课可真不行，每隔一两周都有一个大的lab，大家可以感受一下这些lab的挑战性：
1. Cord lab: 使用C语言实现一个Cord数据结构，中间用到动态内存分配；
2. Data lab: 使用简单的操作符号实现复杂的运算，大部分都有操作符号数量的限制；
3. Bomb lab: 给了一些二进制的包，反编译成汇编语言，通过分析汇编语言再加上GDB破解密码串，从而防止触发“引爆”代码；
4. Attack lab: 通过对函数Stack的理解，通过输入某些字符串来hack一些目标程序；
5. Cache lab: 模拟缓存的实现方式，并且在矩阵操作中优化缓存的使用效率；
6. Shell lab: 使用进程和信号等概念，实现一个shell，可以支持fg，bg，jobs等基本命令；
7. Malloc lab：自己动手写一个动态内存分配器，这个作业差不多有1K多行代码，算是我写的复杂度特别高的代码；
8. Proxy lab：写一个网络代理，使用线程构建并发模型，并搭建一个缓存模型，因为有使用到线程，所以需要通过设计锁来访问缓存；
Autolab上的评分系统
能够看出来，这些lab是精心且历经多年编排过的，分数判定有机器和助教两个角色共同参与，自动打分系统还是课程作者之一David 领导的一个项目，叫Autolab，这些部分都让课程增色不少。真是，每做完一个lab，都感觉自己对于计算机系统又多了一点了解。这些新认知都很好地将我之前在工作中遇到的困惑解答。
你要说，抛去所有细节，这个课程到底带给我什么？可能在这个课程之前，我写一段代码，然后运行一次，傻逼了，bug了，Google了一下，简单理解了别人的思路，Copy过来，一切完美！现在呢，我可能在写的时候大脑中就会想这段代码在底层怎么运行，如果一旦bug，我可能会用相关工具帮我定位到错误，修复后，再运行一次。
如果要我推荐这门课或者这本书的话，我会说：这可能是帮助你从一个业余Programmer到Serious Programmer的必经之路。
小吐槽
今天去现场考试，竟然是人肉叫号，人肉抄密码，结果我们屋子的哥们貌似还“宿醉”了，一串数字给我抄错了3个字符。哎，也是醉了......
放上一些相关链接：
1. CMU 15513 - 所有的视频，作业都在上面
2. Computer Systems: A Programmer's Perspective - 所有样例代码，习题都在上面
网友评论