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OS_Lab0_实验报告

PS:该实验报告作为个人感悟将同步至我的个人博客网站

一.思考题

Thinking 0.1

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# 1. 进入目录并创建 README.txt,输出状态到 Untracked.txt
cd ~/learnGit
touch README.txt
git status > Untracked.txt

# 2. 在文件中添加内容,添加到暂存区,并输出状态到 Stage.txt
echo "这是我的第一次 Git 测试" > README.txt
git add README.txt
git status > Stage.txt

# 3. 提交 README.txt
git commit -m "提交README.txt,学号:24371083"

# 4.
cat Untracked.txt
cat Stage.txt

# 5. 修改 README.txt 文件,输出状态到 Modified.txt
echo "这是新增的第二行内容" >> README.txt
git status > Modified.txt

# 6.
cat Modified.txt

README.txt的不同:

1.用 touch 创建时,README.txt 仅仅存在于硬盘目录中。Git 知道这里多了一个文件,但 Git 尚未接管它的版本控制,因此把它标记为 Untracked files。

2.执行git add后,README.txt 的当前快照被复制到了暂存区。Git 开始追踪这个文件,并将其标记为 new file。

catModified.txt其结果和第一次执行add命令之前的status不一样,第一次显示的是Untracked files,第二次显示的是Changes not staged for commit。这种差异是由Git 的追踪机制决定的。

Thinking 0.2

add the file:git add

stage the file:git add

commit:git commit

Thinking 0.3

1.git checkout – print.c
||git restore print.c

2.git reset HEAD print.c$$
git checkout HEAD – print.c

3.git reset HEAD hello.txt

Thinking 0.4

1.第三次提交的哈希值为836a01eeb8fd9cda9fdbac333fdd91f5d6e196e5

2.git reset --hard HEAD^后只有第一次和第二次的提交

3.git reset --hard <‘hash’>后只剩第二次提交的哈希值

4.再次执行git reset --hard <‘hash’>又回到了原先版本

Thinking 0.5

1.终端上输出first

2.自动在当前目录创建output.txt文件并且往其中加入了second

3.third覆盖了second,output.txt文件中只有third

4.forth追加到了third的下一行

Thinking 0.6

command文件:

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#!/bin/bash
cat > test << 'EOF'
echo Shell Start...
echo set a = 1
a=1
echo set b = 2
b=2
echo set c = a+b
c=$[$a+$b]
echo c = $c
echo save c to ./file1
echo $c>file1
echo save b to ./file2
echo $b>file2
echo save a to ./file3
echo $a>file3
echo save file1 file2 file3 to file4
cat file1>file4
cat file2>>file4
cat file3>>file4
echo save file4 to ./result
cat file4>>result
EOF
bash test > result

result文件:

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Shell Start...
set a = 1
set b = 2
set c = a+b
c = 3
save c to ./file1
save b to ./file2
save a to ./file3
save file1 file2 file3 to file4
save file4 to ./result
3
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思考题:

  1. echo echo Shell Start 会在屏幕上输出echo Shell Start
  2. ehco 'echo Shell Start’会输出Shell Start,因为反引号代表命令替换,会在一个子Shell中优先被执行
  3. echo echo c>file1会将echoc>file1会将echo c转移到file1文件中
  4. echo 'echo c>file1则会将c>file1'则会将 c的值转移到file1中,但是对file1进行echo操作会输出空行,file1的内容被修改为3

二.难点分析

lab0作为OS的起点,课下实验主要和命令行操作有关。难点主要有两个,一是Makefile的构建,二是命令的实现。

作为一个对于shell等命令行0基础的小白,在Makefile的构建部分,会感觉到无从下手,摸不清Makefile写的顺序,难以理解它运行的底层逻辑,但是,后来通过练习发现,其实Makefile主要是以倒序为主,多练还是能大致掌握它的规则,对于命令的实现,主要是很难记得不同指令的格式,像上学期的co一样,需要不断查看指导书,不断使用man指令来学习对于某个指令的使用技巧,还有就是git部分,初学其实感觉很繁琐,因为git尤其是与reset,restore相关的部分,一次操作可能会影响全局,就像下象棋一样,每走一步要想三步,git同样如此,每个操作会带来对后续操作的巨大影响。

三.实验体会

体会与难点对应,对于Makefile的体会,我认为这种功能性的文件,尤其是为便利性服务的(其实也包括bash,shell)都是以练为主,多用自然就能熟悉,就像我的某位大佬室友,将笔记本装成了Linux系统,天天写命令行,这次Lab0不到一个小时就全部写完了,所以这次实验我感觉其实不涉及到什么灵感上的问题,不涉及到智商,主要是看课下作业的完成情况,自己完成课下,那么课上exam部分肯定没问题,对命令行再理解深刻一些,便能完成extra。

还有一个惨痛的教训,指导书上的思考题一定要在第一遍看的时候就思考出答案指导书上说读者课下自行查找的内容一定要去看,因为很可能extra就出这些内容,这一次就是awk指令,我没有自行学习,导致考试时无从下手,翻指导书也看不出来什么。哎!苦也苦也。

寒假

1.18号到家,到今天两天时间,回到家的第一感受就是感觉自己变懒了,两个小时的车程在北京其实还好,但是在家就感觉很长很长。

今天又给我的木吉他换了一套弦,不得不说那套弦有些许反人类,花了好大功夫才装上,接下来寒假我的目标吧,就是学会一首歌,这个一定要定好,不然没有目的的学就会导致很长时间琴技都没有进步,等这两天闲下来就开始学习!不能忘记还要学习一下java!

计组期末复习

来不及怀念物理了,现在登场的是计组理论!

章节

大二上期末

基础物理学

现在正式开始复习基物B,接下来会在这里记录我的复习进度。希望我的复习过程能给你一些感悟!

章节总结

基础物理学B(2)主要研究热学,气体动理论,分子物理,振动,波动,光学,量子物理。其中这些部分都有交集,难度最大的应该是量子物理,可是根据往年题来说,占比并不大。

气体动理论

公式回顾

1.理想气体状态方程

  • PV=mMmolRTPV=\frac{m}{M_{mol}}RT

  • P=nkTP=nkT

  • PMmol=ρRTPM_{mol}=ρRT

第三个公式对于某些题目来说尤为重要,不失为一种二级结论,虽然不是课本上总结的公式,但推导起来是很容易的。

2.理想气体压强公式

  • P=23n(12mv2)P=\frac{2}{3}n(\frac{1}{2}m\overline{v^2})

  • P=23nEkP=\frac{2}{3}n\overline{E_k}

3.温度的统计意义

  • Ek=32kT\overline{E_k}=\frac{3}{2}kT

这个地方的k是物质的量!!!

4.能量均分定理

  • Ek=i2kTE_k=\frac{i}{2}kT

5.理想气体的内能

  • E=mMmoli2RTE=\frac{m}{M_{mol}}\frac{i}{2}RT

6.麦克斯韦速率分布函数

  • f(v)=4π(m2πkT)32emv22kTv2f(v)=4\pi(\frac{m}{2\pi kT})^\frac{3}{2}e^{-\frac{mv^2}{2kT}}v^2

7.三种特征速率

(1) 最概然速率

  • vp=2kTm=2RTMmolv_p=\sqrt{\frac{2kT}{m}}=\sqrt{\frac{2RT}{M_{mol}}}

(2) 平均速率

  • v=8kTπm=8RTπMmol\overline{v}=\sqrt{\frac{8kT}{\pi m}}=\sqrt{\frac{8RT}{\pi M_{mol}}}

(3) 方均根速率

  • v2=3kTm=3RTMmol\sqrt{\overline{v^2}}=\sqrt{\frac{3kT}{m}}=\sqrt{\frac{3RT}{M_{mol}}}

8.玻尔兹曼能量分布律

(1)分子数密度按势能分布

  • n=n0eEpkTn=n_0e^{-\frac{E_p}{kT}}

(2)分子数密度按高度分布

  • n=n0emgzkTn=n_0e^{-\frac{mgz}{kT}}

(3)等温气压公式

  • P=P0eMRTgzP=P_0e^{-\frac{M}{RT}gz}

9.气体分子平均碰撞频率及平均自由程

  • Z=2πd2vn\overline{Z}=\sqrt{2}\pi d^2\overline{v}n

  • λ=12πd2n=kT2πd2P\overline{\lambda}=\frac{1}{\sqrt{2}\pi d^2n}=\frac{kT}{\sqrt{2}\pi d^2P}

总的来说,气体动理论就这些公式,其中值得关注的是一些符号的含义,PVT不用多说,需要注意的是n在这里均是分子数密度,即:

  • n=NVn=\frac{N}{V}

然后就是R,即摩尔气体常量:

  • R=8.31Jmol1K1R=8.31Jmol^{-1}K^{-1}

以及玻尔兹曼常量k:

  • k=1.38×1023J/Kk=1.38×10^{-23}J/K

习题及公式应用

2024-2025

第三题考察对方均根和最概然速率公式的记忆,代入上面的公式,很容易得到第一个空为32\frac{3}{2},第二个空涉及到我提到的关于ρ的理想气体方程,代入可以知道RTMmol=Pρ\frac{RT}{M_{mol}}=\frac{P}{ρ},所以答案为3Pρ\sqrt{\frac{3P}{\rho}}

同样,第四题也是考察对公式的记忆,压强变为一半,体积翻倍,密度变为原值的12\frac{1}{2},平均自由程公式为λ=12πd2n=kT2πd2P\overline{\lambda}=\frac{1}{\sqrt{2}\pi d^2n}=\frac{kT}{\sqrt{2}\pi d^2P},故平均自由程为原始的两倍

2022-2023

这道题与上面的题不一样,考察到了麦克斯韦速率分布函数,第一个空用ϵ\epsilon替代v,有v=2ϵmv=\sqrt{\frac{2\epsilon}{m}},代入得到f(ϵ)dϵ=2π(kT)32eϵkTϵ12dϵf(\epsilon)d\epsilon=\frac{2}{\sqrt{\pi}}(kT)^\frac{-3}{2}e^{-\frac{\epsilon}{kT}}\epsilon^{\frac{1}{2}}d\epsilon,最概然值即是它的极值,对f(ϵ)f(\epsilon)求导等于0,得到ϵp=12kT\epsilon_p=\frac{1}{2}kT,作为计算题的第一道题,计算起来实在是需要一点耐心

补充一个关于麦克斯韦速率分布函数的定义:

  • f(v)=dNNdvf(v)=\frac{dN}{Ndv},是某个速度区间的分子数量占全体分子数量的比例!

2015-2016

补充了上面这个定义,那我们来看看下面这道题,f(v)f(v)是麦克斯韦分布函数,那么f(v)dv=dNNf(v)dv=\frac{dN}{N},既然都是dNN\frac{dN}{N}了,那肯定不是00-∞,是vv+dvv-v+dv,故选A,然后看CD,Nf(v)Nf(v)是速率在这个区间里面的分子数,除以VV,就是单位体积内的分子数,C是对的,选AC,分子数密度的定义就是单位体积内的分子数,别忘了,D也得选上!

好了,由于气体动理论在考试中的占比实在太小,我们暂且复习到这里,接下来开始进入热力学基础。

热力学基础

公式回顾

同气体动理论,先来回忆回忆公式

1.功,热量,内能

(1)准静态过程的功

  • A=V1V2pdVA=\int_{V_1}^{V_2}pdV,即pV图像的面积

(2)热量,内能

  • Q=mMmolT1T2CmdTQ=\frac{m}{M_{mol}}\int_{T_1}^{T_2}C_mdT

(3)内能变化

  • E2E1=mMmoli2R(T2T1)E_2-E_1=\frac{m}{M_{mol}}\frac{i}{2}R(T_2-T_1)

2.热力学第一定律

  • Q=E2E1+AQ=E_2-E_1+A

  • 微分形式: dQ=dE+dAdQ=dE+dA

3.摩尔热容

  • Cm=1vlimΔT0ΔQΔTC_m=\frac{1}{v}\lim_{\Delta T \to 0}\frac{\Delta Q}{\Delta T}

  • 定体摩尔热容:CV,m=i2RC_{V,m}=\frac{i}{2}R

  • 定压摩尔热容:Cp,m=i+22RC_{p,m}=\frac{i+2}{2}R

  • 迈耶公式:Cp,m=CV,m+RC_{p,m}=C_{V,m}+R

  • 比热容比:γ=Cp,mCV,m=i+2i\gamma=\frac{C_{p,m}}{C_{V,m}}=\frac{i+2}{i}

4.循环过程

  • 热机效率: η=AQ1=1Q2Q1\eta=\frac{A}{Q_1}=1-\frac{|Q_2|}{Q_1}

  • 卡诺热机效率: η=1T2T1\eta=1-\frac{T_2}{T_1}

  • 致冷效率: ω=Q2A=Q2Q1Q2\omega=\frac{Q_2}{|A|}=\frac{Q_2}{|Q_1|-Q_2}

  • 卡诺致冷系数 ω=T2T1T2\omega=\frac{T_2}{T_1-T_2}

  • Q1=与高温热源交换的热量Q2=与低温热源交换的热量A=对外界或者外界对系统做的功Q_1=与高温热源交换的热量 Q_2=与低温热源交换的热量 A=对外界或者外界对系统做的功

    T1=高温热源的绝对温度T2=低温热源的绝对温度T_1=高温热源的绝对温度 T_2=低温热源的绝对温度

5.热力学第二定律

  • 开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量,使它完全变为有用功而不引起其他变化,即功热转化是不可逆的。
  • 克劳修斯表述:不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化,即热传递过程是不可逆的。
  • 热力学第二定律的统计意义:自发宏观过程总是沿着系统热力学概率增大的方向进行,或者说自发宏观过程是沿着热运动更无序的方向进行的。

6.熵

  • 玻尔兹曼熵: S=klnΩS=k\ln\Omega
  • 克劳修斯熵: ΔS=S2S1=12dQT\Delta S=S_2-S_1=\int_1^2\frac{dQ}{T}
  • 熵增加原理: 对于孤立系统的任意过程,熵永不减少
    dS0dS\ge 0dS>0dS\gt 0为不可逆过程,dS=0dS= 0为可逆过程

习题及公式应用

依旧来做题
2024-2025

做这道题之前,还要补充一个刚刚没有提到的公式,即理想气体的熵变公式:

  • ΔS=nCvln(T2T1)+nRln(V2V1)\Delta S=nC_v\ln(\frac{T_2}{T_1})+nR\ln(\frac{V_2}{V_1})

有了这个公式之后,第一个空显然更好分析,对于AB,AC,AD三条曲线,它们的V2V1\frac{V_2}{V_1}相等,T2T1\frac{T_2}{T_1}AB最大,因此熵增加最多,AD曲线ΔQ=0\Delta Q=0,熵增加为0

机械振动

机械波

波动光学

近代物理基础

北京下雪啦!

公寓北面空地大雪

上次下雪还是去年差不多这个时候,那时候还在大运村住,只有晚上下了一会儿。作为南方人,见到雪的契机其实还挺多,不过每次看到雪都会很开心很惊喜,因为离过年又近了。当然对于大学生来说,也离期末周更近了。

醉里且贪欢笑,要愁那得工夫。近来始觉古人书,信著全无是处。

昨夜松边醉倒,问松我醉何如。只疑松动要来扶,以手推松曰“去!”

Debut

我的第一篇个人博客

难以想象我竟然也能拥有自己的博客网站啦!其实这个愿望很久之前就已经有了,但是受到各种因素的影响,也许是我懒,也许是原来的电脑有点小问题,可是无论如何,我的博客出生了!

在此感谢给这个网站接生的所有人,我的340的三位好室友,知乎博主枫叶及其文章。

博客初心

也许这个博客会存在很多年,也许一年后就会消失(原因是域名是按年订购的),也许不要一年(icp备案?),反正他能正常运行的日子里,我会在博客上分享我的日常,日常包括:生活琐事(日记),学习记录,篮球,裁判,健身,音乐分享,游戏分享…

如果有人能看到这里,欢迎你,你多了一位新的赛博朋友!