大学生能否写一个简单的操作系统？

- 日理万妓 2022-08-14 02:56 115阅读 0赞

大学生很多都精力毕竟旺盛，为了体现本篇回答的专业性和严肃性，也为了体现俺的认真，俺决定暂停使用俺这个字。  
  
其实操作系统不是个clean problem，我个人是认为写编译器对学习、工作的帮助更大啦（大很大，比更大更大），并且更干净（比干净更干净）更好写（比好写更好写），当然不可否认操作系统看上去是挺高深莫测的。。（而且挺没用的。。。我认为主要原因是很多人没学好cpu原理，觉得底层的一切都那么神奇，并无限渲染放大「底层高手论」。。。学EE的同学，大部分不还是被坑了）

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大学生能否写一个简单的操作系统？

37 秒前 上传

如果你执意要写操作系统的话。。。  
我的建议如下：  
  
学习、理解CPU，自己设计一个指令集，这个主要是让你明白计算机是怎么工作的，在没有OS的情况下如何使用。  
你最好能对这个指令集写一个模拟器，写不出来，是因为你对理论和原理掌握不够。  
如果你想要简单，可以采用stack-based模型，但是其实register-based模型用起来更方便也更熟悉。  
  
学习OS其实不应该用x86这种工业品，太脏太杂，就算用也可以只用一个子集。所以如果上面自定义指令集的cpu模拟器你写出来后，就可以扔掉x86了。  
如果你不扔，用x86也不必看什么保护模式之类的东西，脏自己的手。  
  
  
——————————  
一个简单的OS，应该由这三部分组成：  
•进程管理  
•内存管理  
•驱动程序  
  
——进程管理——  
理论知识不表，实践上，你应该实现这两个函数：\_execute和\_exit  
而且你如果实现单进程OS，那就更简单了，多进程就是多点苦力活。  
\_execute用来开一个进程，做的事情是保存当前寄存器状态，设置新进程属性，然后让新进程开始执行。  
\_exit用来结束一个进程，做的事情是结束当前进程，恢复到上一个进程的状态。  
状态保存在一块特殊的内存区域内，按照x86的做法，是用一个寄存器以stack的方式来管理那段内存，那个寄存器叫SP  
  
  
——内存管理——  
内存管理也是两个函数：\_alloc和\_free  
内存管理其实也很简单，\_alloc的时候，记下size和地址，放入一个链表中，\_free的时候，遍历链表，把那一块相应的记录标示一下，这个理论知识也说过，最好用装箱问题那一套解法，但其实你就裸来就可以了。。。反正是简单操作系统，原理比算法重要得多。  
这样管理内存足矣，再高级点的话，现在的OS都带有分页功能，这个理论上也写了，你照着看就是了，话说前几天还做梦梦到页面置换算法来着。。。这个算法在我梦中的形象是一根白萝卜片烤串。。。  
  
  
  
——驱动程序——  
显示设备：  
现在的显示设备都是光栅（raster）技术，光栅其实就是像素点。。意思是屏幕由无数像素点组成。  
用一段内存来当做显示设备的source，比如显示器是400\*300的，不考虑颜色，就用一字节代表一个点，那就要开一块400\*300的内存当显存，显示设备每帧通过对这块内存的扫描来实现显示功能。  
你的显示设备驱动需要实现的函数也很简单，大致就是\_drawPixel、\_drawLine、\_drawRectangle、\_drawCharacter之类的。  
  
  
这几个东西你可以看看我写的一个答案里面的例子  
地址是能不能设计出一个终极傻瓜编程软件，让普通人可以完美编程？ - 知乎用户的回答  
  
当然那个例子还是太简单了，因为是伪光栅，实际上画线算法要麻烦一点，这个图形学的书上会有写，不过你搜点博客看看就好了，很简单，无非是套公式计算而已，没必要自己想。如果这样写的话用汉编没个把小时很难调试正确。。。还不如汇编。所以我的例子就用伪光栅了。。。  
  
  
显示字符的方法是这样的，对于每个字符，你都要画一份字符的图片（最简单的就是一个m\*n的像素图），然后\_drawCharacter函数的实现是把这个字符的图片复制到显存中去（你想象一下，体会一下我说的脏是什么意思。。。。）  
  
  
输入设备：  
键盘，一段内存空间映射成按键，通过对这段内存的操作来实现输入。  
  
  
当然还有文件系统啊鼠标啊什么的，但其实没有文件系统也没什么，本来硬盘就不是计算机的标配，鼠标更不是必须，而且鼠标要配合GUI或者字符GUI来用，那就更脏了，所以就这样吧。。简单操作系统嘛  
  
你或许会觉得我说的东西很奇怪，和书上讲得不一样，但其实操作系统就这么回事，书上写得太深层太详细了，我不是说书写得不好，书很好，很理论，但是你看书的时候应该要学会看到它背后的意思。  
书会告诉你这是什么，有什么用，甚至为什么要这样，但你要学会思考「如果不这样会怎样？」  
  
  
好，现在你可以在这个操作系统上实现一个俄罗斯方块（其实贪食蛇更好实现，让我写俄罗斯方块不如杀了我。。。）来忽悠那帮老师了。  
否则他们会问你：「这黑乎乎的就就算完事了？写的什么东西！」  
  
  
不过这里还是真诚建议楼主，不要写操作系统，付出远大于回报，写编译器吧。  
你还年轻，以后实在想写，再写不迟

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