随着实验的一步步做下来,本质就像做一个需求一样。
一步步熟悉不同的类,里面的代码逻辑细节,从而和过去的抽象的知识(端上的产品)结合起来的过程。
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- **选好公开课与其配套Lab**
- **操作系统**:MIT 6.828 (xv6)、Harvard CS161、清华OS课程(UCore) 等
- **分布式系统**:MIT 6.824 (Golang实现 Raft)、CMU 15-440 (网络/分布式系统) 等
- **数据库**:CMU 15-445 (C++实现 DB Lab)、MIT 6.830 (Java 版 MiniSQL)
除此以外,还可以关注Stanford CS144(网络)、CMU 15-213(CSAPP对并发与网络的实践) 等。
- **Lab 驱动,重视 debug 与设计思考**
- 碰到无法通过的测试,不要只顾埋头改bug,要反思:系统抽象、接口、并发或锁策略、性能瓶颈……
- 将自己卡住的问题做记录,然后查资料/看论文/看别人的代码思路,培养系统思考与调试习惯。
- **阅读论文或经典著作**
- 课堂中会让你读一批论文 (如 GFS、MapReduce、BigTable、Spanner、FaRM);在读论文时可多做笔记,关注问题、思路和权衡。
- 常见书籍:CSAPP、DDIA(数据密集型应用系统设计)、Dragon Book(编译原理)、SICP(程序构造与解释)等,都能让你拓展眼界。
- **多总结:构建自我知识脉络**
分布式系统、操作系统、数据库三者有许多共通之处:
- 都涉及并发、锁、日志、recovery
- 都需要追求高性能与可靠性
- 都离不开对硬件资源(磁盘、内存、网络)的高效利用
建议在学完一门课、一篇论文后,都要尝试做一个知识地图(思维导图)或概念小结,把细节规整起来,形成自己的一份"知识体系",方便融会贯通。
## 四、面对海量课程与知识的思考
- **不要急于一时"全学完"**
MIT、Stanford、CMU 等课程琳琅满目,一时半会想都刷完往往难以坚持。最好根据自己未来打算深入的方向(如后端开发、系统内核、分布式数据库等)选 1~2 门公开课 + lab 认真完成即可。
- **实践与理论并重**
课程lab 通常覆盖了不少核心实现细节,但仍只是个雏形。若有精力,可自己再做小型项目(如写个精简 Redis、KV存储、RPC框架等);或阅读知名开源项目(MariaDB、TiDB、Redis、Nginx)的内核源码,进一步提升工程能力与品味。
- **建立多维度的思考方式**
在做lab时,多想想"这个设计为什么?它的替代方案是什么?对性能/一致性/部署带来何种影响?" 这些思考往往比单纯 coding 重要得多。
确实如此。在很多计算机专业的经典 Lab(如 Stanford CS144、MIT 6.S081、Berkeley CS162 等)里,大家常常会发现这些实验的设计思路就像是**分阶段完成一个"真实项目"**一样。
- **前期**往往从最基础的模块入手。例如在网络课程中,一开始先让你实现一个对字节流进行简单处理的类(如 `StreamReassembler`),这看起来只是一个很小的功能,但它正是后续网络协议栈上更复杂功能的**基石**。
- **中期**进一步加层,比如加上 TCP 协议中的序列号、重传、拥塞控制或其他功能,你可能会在原先搭好的"基石"之上,去修改、扩展或抽象出更多的类和接口。
- **后期**当你把所有组件都做完并且集成到一起时,就会发现——原来这些分散的模块,其实正是一个"微缩版"的**完整 TCP/IP 协议栈**、或一个"微缩版"的操作系统核心组件、或其他大型系统的一部分。
这样一步步下来,你会发现:
1. **知识的抽象与落地**
- 之前在课程或书本里学到的概念(TCP 乱序重组/窗口机制、操作系统的进程管理/虚存机制等)都比较抽象。
- 做实验时,你需要自己写代码去实现具体功能;实现时会发现许多实际的细节处理、性能考虑、边界情况和错误处理等等,这些部分是课堂里只是一带而过,或者很难在纯理论中感受得到的。
2. **对已有架构的"需求"意识**
- 就像你提到的——"本质就像做一个需求一样"。
- 一开始,我们往往会收到一份"功能需求"(比如"需要一个能处理乱序分段的模块"),并且会看到测试用例或自动评分脚本,它们相当于"验收标准"。
- 你在实现的过程中,需要思考如何设计代码结构、如何把功能拆分为若干个类或方法、以及如何处理数据流在模块之间的流转。
- 最后,这些逻辑都和实际的网络产品、操作系统产品或数据库产品等等对上了,因为他们也要做同样(或更复杂)的需求,只是规模更大、更完善。
3. **工程化思维**
- 这些实验通常也会模拟一些**工程化**的习惯或流程,比如给你一套测试框架、一份自动化脚本,或要求你写单元测试等等。
- 通过这样的过程,就能更清晰地知道——"哦,原来做一个真正可用、可维护的网络协议栈/操作系统,需要从头到尾经历规划、设计、编码、测试、迭代这些环节。"
- 等你日后去做更大的项目时,这些套路就能**举一反三**,而不是"闭门造车"或仅仅停留在理论阶段。
综上所述,**一步步熟悉不同的类及其功能逻辑、再把它们跟抽象概念联系起来**——就是这些实验想达到的教学目标:让我们把课本中的**概念**真正转变成能够解决现实问题、可以跑起来的**代码**。这样,在你完成所有实验后,不仅对相关理论有了更踏实的理解,同时也掌握了"把需求落地为具体实现"的过程和方法。