UniMate AI

COMP9201

操作系统

6 学分难度

课程定位 COMP9201/3231 是 UNSW 计算机专业在‘系统级编程与内核架构’维度的绝对核心必修课。它解决了开发者对计算机运行的最底层好奇:当你点击一个图标时,CPU 是如何调度进程的?内存是如何被保护且互不干扰的?它是通往高级后端开发、嵌入式工程、及网络安全岗位的唯一必经之路。它将底层的 C 语言、并发控制原语与现代内核管理机制深度整合,是培养‘具备系统级底层掌控力开发者’的基石课。 技术栈与学习内容 课程以 OS161(一个简化的教学操作系统)为核心实验平台。核心技术栈包括:C 语言、MIPS 汇编语言初步、以及内核级并发同步。学习内容涵盖:进程与线程模型、最为核心的‘并发与同步(锁、信号量、条件变量)’——这是解决死锁的逻辑巅峰、虚拟内存管理(页表、TLB、置换算法)、以及文件系统的内部构造。此外,课程重点研究了系统调用 (System Calls) 的硬件陷阱机制。学生将学习如何手动实现一个具备完整同步与内存管理功能的微型内核。课程强调‘代码的线程安全与并发逻辑的绝对严密’。 课程结构 10 周理论高频产出与三个渐进式内核编程 Assignment 结合。评估体系以‘工程压力’闻名:包含针对并发场景判定的期中 Quiz、三个要求直接修改内核源码的项目(Assignment 1: 同步原语;Assignment 2: 系统调用;Assignment 3: 虚拟内存)、以及一场强调调度推演、页表转换与死锁判定能力的期末综合大考。该课极其强调‘手敲高性能系统代码’的能力。 适合人群 计算机硕士、或打算深入理解软件运行底层的开发者。必须具备扎实的 C 语言功底 (COMP1521)。如果你想搞清楚‘为什么你的并发代码会有 Bug’、或者渴望在未来的底层驱动开发中建立核心壁垒,这门课是你的神功。建议每周投入 25-30 小时进行内核死磕。

Course decision

选课先看

先看考核重心、截止节奏和入门要求,再决定这门课是否适合你的学期安排。

考核总权重

100%

3 项考核

最高单项

40%

OS161 Kernel Assignments

期末考试

以官方 outline 为准

Hurdle

1 项

需要单独满足

Deadline map

考核时间线

按截止周排列作业节点;持续考核会保留在下方完整考核结构中。

Week 6

Mid-term Synchronization Quiz

20%

现场判定并发代码中的 Race Condition 并手写同步原语,强调在压力下的逻辑严密性。

Week 10

OS161 Kernel Assignments

40%

涵盖同步锁实现、系统调用拦截及虚拟内存分页管理的三大硬核 C 项目,强调并发正确性。

Week 11

Final Professional Examination

40%

全面考察调度证明、内存映射算法推导及死锁避免决策能力的深度笔试。

Syllabus

每周大纲

默认只展示每周独有的知识重点;节奏、考核、Tutorial 和避坑信息按需展开。

  1. 1

    操作系统导论与系统调用

    抽象资源管理,内核态 vs 用户态,系统调用的硬件陷阱 (Trap) 流程。

  2. 2

    进程与线程模型

    进程控制块 (PCB),上下文切换机制,用户级线程 vs 内核级线程对比分析。

  3. 3

    并发与同步 (1):互斥与信号量

    竞争条件定义,原子操作,信号量 (Semaphores) 的实现逻辑,解决生产者-消费者问题。

  4. 4

    并发与同步 (2):死锁与条件变量

    死锁的四个必要条件,银行家算法判定,读写者锁与条件变量 (Monitor) 模式应用。

  5. 5

    CPU 调度算法

    FCFS, SJF, RR 以及多级反馈队列 (MLFQ),评估系统响应时间与周转率。

  6. 6

    灵活性周 (Flex Week)

    复习同步原语实现,冲刺系统调用 Assignment,练习 MIPS 指令模拟器。

  7. 7

    物理内存与虚拟内存基础

    分段与分页理论,页表项定义,硬件对 TLB 缓存的加速机制。

  8. 8

    虚拟内存进阶:缺页与置换

    按需分页 (Demand Paging),LRU, Clock 等置换算法推导,处理抖动 (Thrashing) 问题。

  9. 9

    文件系统内部实现

    Inode 结构,磁盘空间分配(连续、链式、索引),文件缓冲区管理逻辑。

  10. 10

    输入输出与全课总结

    中断驱动 IO vs DMA,磁盘调度算法 (SCAN),全学期内核逻辑大闭环回顾。

Assessment

考核结构

OS161 Kernel Assignments

涵盖同步锁实现、系统调用拦截及虚拟内存分页管理的三大硬核 C 项目,强调并发正确性。

40%

Week 10

Mid-term Synchronization Quiz

现场判定并发代码中的 Race Condition 并手写同步原语,强调在压力下的逻辑严密性。

20%

Week 6

Final Professional ExaminationHurdle

全面考察调度证明、内存映射算法推导及死锁避免决策能力的深度笔试。

40%

Week 11

From Seniors

学长留下的

基础信息谁都查得到,真正值钱的是过来人的经验。

学姐说

比你早一年的学长留下的真实经验 —— ChatGPT 给不了。

这门课还没有学长经验,你可以是第一个 —— 注册后在课内分享。

往年考点 / 踩坑

这门课暂无往年考点记录。

毕业生去向(整体)

下面是匠人学院毕业生整体去过的公司分布(来自脱敏校友证言)。这是全平台的总体去向,不代表选这门课的人一定去这些公司。

统计自 317 份脱敏校友证言

Deloitte

6 位校友

岗位:Graduate Program · Graduate Consulting · Platform Engineer · Web developer · Platform engineer

Zerologix

4 位校友

岗位:Frontend Dev · junior frontend developer · Front-end Developer · Full Stack Developer

Servian

4 位校友

岗位:Full-stack Developer · Data Engineer · Consultant

关于这块数据,我们说实话

雇主墙来自脱敏毕业生证言(testimonials)的整体分布,无法关联到具体学员或其所选课程;仅作为毕业生去向的总体社会证明展示。

我们没有"某位学长选了这门课、后来进了哪家公司"这种可查询的个人去向档案 —— 校友证言是脱敏的,无法关联到具体的人或他选过的课。所以这里只给整体分布,不给个人路径,不编。