從清華園到卡梅
■陳世敏
我于1992年考入清華大學計算機科學與技術系，1997年本科畢業(yè)并繼續(xù)攻讀碩士研究生，于1999年7月獲得碩士學位。從1999年8月至2005年12月，我在美國卡內基梅隆大學計算機系攻讀博士學位。光陰荏苒，回首清華園和卡梅的學習生活，忙忙碌碌，平淡而溫馨，就像飲茶，初嘗覺得味苦，漸漸覺得清甜，如今回味，一幕幕往事似帶著余香浮現(xiàn)在眼前。
成長在清華
從小學到中學，能夠入讀父親為之而驕傲的母校—清華大學，一直是我心中的夢想。1992年夏天，這個夢想成為了現(xiàn)實。此后，我在清華園中度過了七年難忘的時光。1999年，我碩士畢業(yè)。那年的紀念T恤衫，至今仍在我身邊。白色的T恤衫，正面的左胸口上印著兩行天藍色的小字“99清華大學一九九九年畢業(yè)紀念”，背面印著紅色的“久憶，久相知”和一列列黑色的小字：
高數(shù) 七食堂 荷塘月色 馬杯 占座 流星雨 露天 普物 西大狂歡 照瀾院 馬哲 軍訓 沙鍋飯 清華女生 自強不息 厚德載物 學服 老館 主樓后廳 模電 甲團 九七戀曲 獻血 荒島 BBS 紫荊 三教平臺 夢中草原 大之 ……
這件T恤衫伴隨了我九個年頭，上面的每一個關鍵字都會讓我追憶起在清華的歲月。
五年的本科生活最重要的就是課程學習。清華計算機系本科的課程，不僅包括PASCAL語言、匯編語言、Ｃ語言等程序設計課程，和數(shù)據(jù)結構、數(shù)值分析、計算機原理、操作系統(tǒng)、編譯原理、計算機網(wǎng)絡、系統(tǒng)結構、數(shù)字圖像處理等計算機各領域的原理課程，而且包括高等數(shù)學、高等代數(shù)、離散數(shù)學、概率論、組合數(shù)學等數(shù)學課程，為我日后繼續(xù)深造打下了堅實的基礎。在課堂上，老師們總是細致地講解原理，耐心地推導公式和作圖。不同的老師，有不同的教學風格。大學一年級的高等數(shù)學課是馬振華老師教的。馬老師學識淵博，有著獨特的個人魅力，時常講一些數(shù)學史上的奇聞軼事，活躍課堂氣氛。講授高等代數(shù)的李文漢老師，和講述數(shù)值分析的張再興老師，會把定理公式總結成順口溜和詩歌形式，方便同學們記憶。王爾乾老師教的數(shù)字電路設計簡明扼要，綱舉目張。王老師還特別講解了如何把電路圖繪制得簡潔美觀。此外，呂映芝老師講的編譯原理，吳建平老師講的計算機網(wǎng)絡，殷人昆老師講的數(shù)據(jù)結構，馬少平老師講的人工智能導論等，都給我留下了深刻的印象。
計算機系的課程一直注重理論和動手實踐相結合。實驗、編程作業(yè)和工程實踐、畢業(yè)設計等各種實踐環(huán)節(jié)，使我對課堂上學習的知識加深了理解，鍛煉了我獨立思考、解決問題的能力。當時的上機條件和現(xiàn)在無法相比，我們先后使用過計算中心的DPS-8終端、COMPAQ機房的386機和NEC機房的UNIX終端，分配到每人的機時非常寶貴，調試很多時候需要在程序中加打印語句來完成。數(shù)據(jù)結構課的編程作業(yè)要求最為嚴格，教學軟件中每道編程作業(yè)題，只有三次編程機會，如果三次都沒有通過，賬號就會被鎖住。于是，在上機前我都會認真地在筆記本上編寫好程序，爭取上機時錄入后很快能夠編譯運行通過。遇到問題，都會細心分析，盡量快速地找到癥結。這種嚴謹?shù)木幊毯驼{試習慣，對我后來編制系統(tǒng)和內核程序有很大的幫助。
除了知識的學習和能力的培養(yǎng)，體育自始至終貫穿在清華的教學之中。清華的體育課，教技能，教方法，更培養(yǎng)同學們鍛煉身體的習慣。還記得低年級體育課上學長拳，站馬步，練雙杠，高年級選學的球類課上學習排球和乒乓球技術，進行教學比賽。給我印象最深的是在清華養(yǎng)成的長跑習慣。從小學到中學，注重學習成績而忽略了身體鍛煉，體育一直是我的弱項。大學一年級，三千米長跑被列為計算機系新生的達標項目，而且長跑不達標，體育課就不及格。為了達標，我開始硬著頭皮，每天堅持長跑。一段時間后，漸漸體會到了鍛煉的好處：上課自習精力充沛，身體也很少生病。每天下午4:30，清華的廣播就會響起“請大家走出教室，走出宿舍，來參加體育鍛煉”的號召和生機勃勃的音樂，我就會融入進行各種鍛煉的同學們中間，在這音樂聲中圍著東大操場跑步。堅持體育鍛煉，增強了我的體質，磨煉了我的意志，使我獲益匪淺。直到今天，我一直努力堅持每天進行身體鍛煉。
加入計算機系23班我覺得非常幸運。全班32位來自五湖四海的同學在清華園聚成了一個溫馨的大家庭，錢美英老師是我們的慈母。大家互相關心，互相鼓勵，共同度過了人生中重要的五年時光：從宿舍到教室，從春游到聯(lián)歡會，從三教到荷塘月色 ，從大一的中秋晚會到大五的畢業(yè)聚會。大學畢業(yè)之前，全班同學共同制作了一張畢業(yè)光盤，收錄了每位同學的照片、自我介紹，全班五年所有集體活動的記錄，班日志，和珍貴的視頻錄像。每當觀看，大學時的激情就又會在心中激蕩。本科畢業(yè)之后，全班同學一直通過電子郵件保持著密切的聯(lián)系。一晃十多年過去了，時間在不停地改變著我們，從容貌到人生的軌跡，但是純潔的同學情誼，永遠也不會忘記。
1997年本科畢業(yè)后，我留在清華攻讀碩士研究生。兩年的碩士研究生期間，在應用教研組鄭緯民老師的指導下，我從事了機群高可用性系統(tǒng)的研發(fā)。系統(tǒng)的一部分需要在AIX操作系統(tǒng)的內核實現(xiàn)一個嵌入模塊。封閉式操作系統(tǒng)沒有源代碼，內核編程接口的說明又十分籠統(tǒng)。面對重重困難，本科時的編程調試訓練發(fā)揮了極大的作用。通過反復摸索嘗試，我逐漸搞清了內核編程接口的各種細節(jié)，成功地完成了嵌入模塊的編制和調試。整個機群高可用性系統(tǒng)的研發(fā)經(jīng)歷，提高了我獨立編制和調試較大型系統(tǒng)程序的能力。
清華園無疑是我人生一個重要的轉折點。清華園是學校，在這里我學習了豐富的計算機知識和技能。清華園又是我們的家，在這里我度過了七年的美好時光。也是在清華園，我開闊了視野，發(fā)現(xiàn)了自身的不足。在完成碩士學業(yè)后，我決定繼續(xù)出國深造，學習國外的先進科學與技術，以便將來更好地報效祖國。
求學在卡梅
卡內基梅隆大學坐落在美國賓夕法尼亞州匹茲堡市。對于卡梅，我同樣慕名已久。清華大學的計算機學科在國內名列前茅，而卡內基梅隆大學計算機學院下屬計算機、機器人和語言工程等幾個系，和麻省理工、斯坦福、伯克利一起在計算機領域排名第一。1999年8月，我來到匹茲堡市，開始了在卡梅的求學生活。
就校園環(huán)境而言，和清華相比，卡梅的校園不大。卡梅計算機系在Wean Hall，是一座八層樓的建筑。據(jù)說鋼鐵大王卡內基在投資建校時，準備如果建校不成功就把學校改為工廠，所以Wean Hall等早期建筑的內部，隨處可見寬闊的走廊，厚實的沒有任何裝飾的磚墻，風格很魯棒。有意思的是教學樓都是依地形而建。比如，Wean Hall北側的入口在一層是山谷，南側的入口卻在五層是山頂。
清華園內的北半邊，有連片數(shù)十座宿舍樓，可供在校本科生、研究生，以及各種進修班學員和外國留學生居住，而卡梅只提供本科宿舍，研究生大都在學校附近的幾個居民區(qū)自己租房。因此，初到匹城，要做的第一件事就是找公寓。我和一位來卡梅電子系就讀的同學，合租了一套兩居室的公寓，步行到學校大約15到20分鐘。出租的公寓很少帶家具，于是我們每人先買了一個睡袋在房間里打地鋪。床和桌椅等必需的家具都是逐漸購買的。清華七年的住宿生活，鍛煉了我獨立生活的能力，使我有信心去克服生活中各種可能遇到的困難。
清華和卡梅都有入學教育，但內容各異。卡梅為新入學的留學生安排了一周的新生教育（Orientation），最重要的是講解移民局的法規(guī)，介紹在匹茲堡和卡梅學習和生活的常識和注意事項。計算機系也安排了兩周的新生入門課程（Immigration Course）。除了講解博士生的學業(yè)要求和系里設備的使用方法，最主要的內容是教授們講述正在從事的科研項目。研究生課程9月初正式開始了，但這個月最重要的事情是選定博士導師。在清華，博士導師大多在錄取前就已基本選定，但卡梅計算機系鼓勵師生在進一步加深了解的基礎上選擇導師，這即使在卡梅各系中也是很獨特的。學生們根據(jù)之前的入門課程和教授網(wǎng)頁上的自我介紹，選擇感興趣的老師，教授們根據(jù)學生的簡歷和課程中的作業(yè)和討論的情況，選擇感興趣的學生。然后，我們和多位教授一對一地面談，進一步了解彼此的情況和意愿。最后，在9月底，學生和教授提交自己的備選名單，由系里專門的委員會進行匹配。這個雙向選擇過程被戲稱為“找對象”（Marriage Process）。“找對象”的結果公布時還要舉行一個象征性的“婚禮”，由一對師生扮演“新郎”和“新娘”，頗富浪漫色彩。全系師生都會參加這個一年一度的活動，來認識新同學。
卡梅計算機系對博士的要求包括課程、表達能力、博士論文開題和答辯幾部分，中心是培養(yǎng)學生的獨立研究能力。從這些方面看，清華計算機系的考察環(huán)節(jié)和培養(yǎng)目標同卡梅區(qū)別不大，但是仔細比較，卡梅在每個培養(yǎng)環(huán)節(jié)的做法和清華都有些許差異。在卡梅，我們每人一共要學習8門課程，以達到對計算機領域當前發(fā)展情況廣度和深度的認識：前5門課程必須從五大研究領域（硬件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)，人工智能，理論，計算機語言）中各選一門重點課程，后3門課程則根據(jù)各人的科研方向進行選擇。而在清華，研究生的課程學習相對較輕松，甚至有些同學在本科期間就已經(jīng)完成了相關課程的學習。比較而言，在卡梅課程學習中我最深切的體會是課程對自己獨立實踐能力的培養(yǎng)。每門課程，每周4小時的上課通常只是課程的一小部分。更多的時間要花在閱讀課程要求的學術論文和作研究項目上。除了理論方面的課程，博士課程都會強調學生兩人一組完成一項研究。主講老師會列出一些研究課題；學生也可以自己提出課題。課題內容大多是針對課上討論過的論文進行進一步地延伸，或者進行開放性的（答案未知的）研究。項目開題、中期報告和期末報告的成績占課程總成績的50%以上。很多時候，期末報告不僅要求學生提交書面形式的論文，而且要求制作成海報（poster），在期末最后一堂課時向全校公開。課程學習是卡梅培養(yǎng)博士生的重要環(huán)節(jié)，是引領學生初步具備獨立研究能力的過程。而在清華，為了達到同樣的目標，通常是通過研究生開題來實現(xiàn)，在開題前如果已經(jīng)公開發(fā)表高水平論文，則認為已經(jīng)初步具備獨立研究能力，可以開始進行博士課題的研究。由于清華本科期間扎實的課程學習基礎，以及碩士期間大量的項目鍛煉，我在卡梅的課程學習中，經(jīng)過努力，能夠較快適應。
卡梅對表達能力的要求十分有特色。表達能力包括作學術報告的能力、文章的寫作能力和編程能力三方面。比如，在學術報告表達能力方面的考核極為嚴格。系里由十幾位教授和有經(jīng)驗的高年級同學組成評審組。學生必須作一個公開的學術報告，邀請評審組中至少三位成員參加。報告的聽眾都具備計算機領域的基礎知識，但對于報告的具體研究領域卻并不熟悉。考核的要求是學生必須深入淺出地講解自己專業(yè)科研的一項成果，讓聽眾聽懂和理解。很多學生都不能一次通過這個考核。原因是講解專業(yè)科研的報告和日常的交談很不同，必須采用圖形、作比較、比喻、舉例等多種方法有邏輯地闡述。學校和計算機系都有一些鍛煉表達能力的小課，但更重要的是在跟導師一起作科研中反復實踐，表達能力才能逐漸提高。從與清華讀博士的同學的交流中，我了解到，清華計算機系并沒有在這方面刻意培養(yǎng)。雖然舉行了博士生論壇這樣的形式，但是主要作用是學術方向的交流，而沒有考核要求。
博士學習最主要的部分是跟著導師作科學研究，這在清華和卡梅都是相同的。在上課的同時，卡梅計算機系里鼓勵學生每周用至少一半的時間作研究。8門課程全部完成后，就是全時進行研究。我的導師是Mowry教授和Ailamaki教授。他們分別在計算機體系結構和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)領域有很深的造詣。我從事的研究是利用計算機硬件體系結構的最新特性改良數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎算法和數(shù)據(jù)結構以獲得更好的性能。在開始的幾個月，導師指導我閱讀了大量的學術論文。一篇12頁9號字的文章，大致要花2至3個小時才能細讀一遍。而且，很多時候一篇文章只讀本身是不夠的，要徹底理解文章內容，還必須閱讀與文中的概念、設計、實驗等密切相關的引用文章。日積月累，我逐漸對研究領域的發(fā)展情況有了透徹的了解。每周，我和導師都會開一個小時的討論會：由我講述一周的收獲和新想法，導師據(jù)我的說明提問，我們一起討論，最后決定下一步的方向。每周的討論使我開闊了思路，學會了許多分析問題和解決問題的方法。
隨著研究的深入，我們決定發(fā)表一篇學術論文。導師和我一起討論文章結構和實驗設計。我完成初稿后，導師從頭到尾地幫我修改文章。對于比較大的修改，導師總是給我講解原因。我非常感謝導師，雖然已經(jīng)是國際知名的教授，他們仍然能夠手把手指導我論文的寫作，對于我論文寫作水平的提高，無疑是巨大的幫助。功夫不負有心人，我們的論文被數(shù)據(jù)庫領域主要的國際會議錄用，并且根據(jù)創(chuàng)新性、內容深度和寫作水平被評為最佳論文前三名（Runner-Up for Best Paper Award）。首次參加國際會議，要在上百人的大會議廳里作報告，我十分緊張。為了準備論文報告，導師和我一起出謀劃策，力求在分配的30分鐘時間內，明確我們的研究成果，清楚地回答提問。導師和幾位師兄師姐，耐心地聽我練習論文報告，并提出很多中肯的修改意見。我在會議上的報告最后非常成功。
回想起來，雖然我在清華沒有經(jīng)歷嚴格的科研訓練，但是嚴謹?shù)膶W風、艱苦的學業(yè)和全面的訓練使得我具備了應對各種挑戰(zhàn)的能力。在卡梅攻讀博士期間，科研工作有各種荊棘坎坷：編程實現(xiàn)的困難，實驗結果的不理想，即使克服重重困難完成了預定研究，文章也可能被會議評委拒稿。這時，在清華多年養(yǎng)成的刻苦頑強的作風支持我不氣餒，認真分析會議的評審意見，進一步完善研究。我的第三篇論文就曾被拒稿。在導師的鼓勵下，我堅持補充了更多的實驗，獲得了更加翔實的數(shù)據(jù)，然后修改并再次提交了這篇文章。出乎意料的是，文章不僅被錄用，而且獲得了最佳論文獎。我想，這篇論文應該是清華和卡梅對我共同培養(yǎng)的成果。
每寫一篇新的文章，導師都逐漸減少對我初稿的修改，鼓勵我自己不斷完善。隨著一篇篇文章的發(fā)表，我的研究能力和表達能力也在不斷地提高，順利地通過了博士表達能力的三項考核。2005年底，我通過了博士論文答辯，取得了博士學位。
取得了博士學位，我心情十分激動。回想過去，我覺得我很幸運。清華的學習和生活為我在卡梅求學打下了堅實的基礎。父母、妻子和親人的關心，同學和朋友熱心的幫助，導師耐心的指導，使我勇于面對學習和生活上的種種挑戰(zhàn)和挫折，勤奮求學，不懈努力，克服一個個困難，終有成果。“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。”博士畢業(yè)是我博士生涯的結束，更是一個新的開始。我也走上工作崗位，再接再歷，展開新的研究工作。
（2008年8月1日初稿，2008年9月14日修改稿）
作者簡介：
陳世敏 男 1973年生 祖籍浙江寧波 長于北京 研究員
1992年北京四中畢業(yè)，考入清華計23班就讀。1997年本科畢業(yè)，并繼續(xù)攻讀碩士研究生，1999年7月獲得碩士學位。赴美國卡內基梅隆大學計算機系攻讀博士學位。2005年底獲博士學位，加入英特爾研究院匹茲堡分院,任研究員。
來源：《歷久彌新——清華大學計算機科學與技術系50年回憶與紀念文集》
