自製OS作業系統所需基本知識?

繼上篇，參考 wiki.osdev.org的ＯＳ開發之始一文，加入本人的心得寫了在ＯＳ開發中所需要的基礎。

(圖：引用自Wikipedia)

就實際上來說，寫ＯＳ向來被認為是一件十分困難且複雜的事。初學程式設計者，並不適合一開就自製ＯＳ。

以下是您必須瞭解的知識：

• 電腦科學基礎: 你需深入且熟悉１６進位和二進位符號之間邏輯運算，以及其他必要知識如：
• 資料結構，相關的演算法的建立、 操作、搜尋和排序， 程式概念等等。

• 語言與字彙: 你需能夠略懂讀和寫英文技術文章. 絕大部分從網站找到ＯＳ技術文章都以英文寫成。一般而言，中文譯書大約落後英文書二年左右。

• 語言與字彙: 大部分ＯＳ的功能範例在osdev.org是均以程式語言C或C++寫成。假使你選用其他語言像是FreeBASIC或Pascal；但 C 語言是程式設計通用語, 故而你應能以所使用之程式語言來轉換。

• 組合語言Assembly: 應對組合語言有所瞭解。它是一種與硬體緊密相關的程式設計低階語言。組譯語言是機器語言便於記憶和理解的符號形式。 至少你必須閱讀關於這語言的教程, 並寫過用戶空間（user-space）的應用程式碼以便你能熟悉它。就算你使用更高階語言，你還必須瞭解它，例如bootloader, input/output 程式均少不了它的存在。當然你可將你所慣用的組言語言部分寫成函式，如此一來，便可使用C語言來呼叫（可參考Linux kernel ）

• 程式設計經驗: 你不僅需要知道相關程式語言，且需要瞭解並熟悉版本控制，如何偵錯等等。 簡言之，你必須在你開始寫ＯＳ之前，先成功地寫完一些user-space程式。

• 開發環境：
• 使用Linux來開發: 你將注意你需要許多 Unix工具。 Linux kernel 是一個常用學習的不錯參考範例，用以瞭解系統如何運作及其設計。 命令提示的工具(如bash 或 ksh等等) 是最低需求，並安裝Toolchain。

• 使用Window來開發： Cygwin 提供一個簡易的方法來安裝unix開發環境, mingw 為一個精簡的GNU開發環境。

• 使用個人虛擬機器(virtual machine)進行測試: 
• 開源版Qemu（本人開發OS所採用)，bochs，virtualbox
• 商用版VMware Workstation for windows，VMware Fusion for Mac，Parallels for Window/Linux/Mac

• 工具集(Toolchain): 你必須瞭解如何使用編譯器（compiler: GCC）、組譯器（assembler: GNU as, NASM, MASM）, 連結器（linker: GNU ld）及相關編譯工具（如make）。

• 可執行的檔案格式: 核心空間（Kernel space）程式設計有許多額外的要求，以提供必要功能來給未知的應用程式開發所使用。故需要解析可執行的二進位檔案 （若你的OS需要載入並執行應用程式），請熟悉可執行檔格式 Executable File Types(其內部結構和如何連結產生)。

• 自製OS 平台（Platform）: 你必須學習相關CPU的說明手冊來寫你的ＯＳ所支援的平台. 手冊將包含必要的資訊來設計你的核心 。如x86 (Intel IA-32程式開發英文手冊)

以上心得，僅為拋磚引玉。