コンピュータのオペレーティングシステムを構築する方法

オペレーティングシステムは、人間がコンピューターのハードウェアと対話できるようにするものです。オペレーティングシステムは、通常 C、C++、またはその他のプログラミング言語で記述された数百または数千行のコードで構成されています。

ステップ

始める前にプログラミングを学びましょう。統合された言語は必須です。 C などの別の補完的な低レベル言語も強く推奨されます。
2オペレーティングシステムをインストールするメディアを選択します。これは、CD ドライブ、DVD ドライブ、フラッシュドライブ、ハードドライブ、または別のコンピュータドライブである可能性があります。
3オペレーティングシステムで実行したい操作を決定します。オペレーティングシステム全体にグラフィカルユーザーインターフェイス (GUI) が装備されているか、またはよりアニメーション化されているか。始める前に、どの方向に進むのかを知っておく必要があります。
4オペレーティングシステムがサポートするプロセッサプラットフォームを選択します。 AI-32 と x86_64 は最も一般的な PC プラットフォームであり、最適な選択肢です。
5 最初から始めるか、既存のコア上に構築するかを選択します。たとえば、Linux カーネルは、その上に独自のバージョンの Linux を構築したい人向けに設計されています。
6 独自のブートローダーを使用するか、Unified Boot Loader (GRUB) などの事前に作成されたブートローダーを使用するかを選択します。ブートローダーの作成にはハードウェアと BIOS に関する広範な知識が必要なので、実際のカーネルプログラミングが終わるまで延期してください。
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/5\/5e\/Make-a-Computer-Operating-System-Step-7.jpg\/v4-460px-Make-a-Computer-Operating-System-Step-7.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/5\/5e\/Make-a-Computer-Operating-System-Step-7.jpg\/v4-728px-Make-a-Computer-Operating-System-Step-7.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 7使用するプログラミング言語を決定します。 Pascal や BASIC などの言語を使用してオペレーティングシステムを作成することは可能ですが、C または統合言語を使用する方が適切です。統合言語は絶対に必要です。オペレーティングシステムの重要な部分にはそれが必要です。一方、C++ 言語も重要ですが、実行するには完全なオペレーティングシステムが必要です。
- もちろん、C または C++ コードでオペレーティングシステムを記述するには、コンパイラを使用する必要があります。したがって、ソフトウェアに付属しているか、ディストリビューターの Web サイトからダウンロードできるかに関係なく、選択した C/C++ コンパイラのユーザーガイド/マニュアル/ドキュメントを読む必要があります。また、コンパイラの多くの複雑な部分を理解する必要があり、C++ の場合は、コンパイラが認識するエンコードモードとその ABI を理解する必要があります。さまざまな実行可能形式 (ELF、PE、COFF、純粋なバイナリなど) を理解する必要があり、Windows 固有の形式である PE (.exe) が著作権で保護されていることを理解する必要があります。
8アプリケーションプログラミングインターフェイス (API) を選択します。 POSIX はすでにコンパイルされているため、API の選択としては適しています。すべての Unix システムは何らかのバージョンの POSIX をサポートしているため、Unix プログラムをオペレーティングシステムに移植することは大した問題ではありません。
9.デザインを決定します。モノリシックコアとマイクロコアから選択できます。モノリシックコアはコア上ですべてのサービスを実行できますが、マイクロコアはサービスを実行できるユーザーバックグラウンドプロセスを組み合わせた小さなコアです。一般的に、モノリシックコアの方が高速ですが、マイクロコアの方が障害分離性と信頼性に優れています。
10.チームで開発や作業を行うことを検討します。このアプローチにより、より短時間でより多くの問題が解決され、より優れたオペレーティングシステムがより早く作成されます。 br>
11.ハードドライブを完全に消去しないでください。ハードドライブを消去すると、すべてのデータが完全に消去されることに注意してください。独自のオペレーティングシステムが完全に機能するまで、GRUB または別のブートマネージャーを使用して、システムを別のオペレーティングシステムとデュアルブートします。
12小さく始めましょう。メモリ管理とマルチプロセスに進む前に、テキストの表示や割り込みなどの小さなことから始めましょう。
13最新の作業ソースのバックアップを保存します。これにより、現在のオペレーティングシステムのバージョンや現在の作業で問題が発生するのを防ぐことができます。コンピュータがフリーズして起動しない場合は、トラブルシューティングができるようにコピーから作業することをお勧めします。
14仮想マシンを使用して新しいオペレーティングシステムをテストすることを検討してください。変更を加えるたびにコンピューターを再起動する代わりに、コンピューターから仮想マシンにファイルを転送すると、現在のオペレーティングシステムを実行しながら仮想マシンアプリケーションを使用してオペレーティングシステムを実行できます。 VM アプリケーションには、VMWare (無料で使用できるサーバー製品もあります)、別のオープンソースオプションである Bochs、Microsoft Virtual PC (Linux と互換性がありません)、xVM VirtualBox などがあります。
15ユーザーがオペレーティングシステムの潜在的な問題を報告できるように、「候補リリース」をリリースします。
16オペレーティングシステムはユーザーフレンドリーなものにすることができます。そのため、ユーザーフレンドリーな機能をいくつか追加し、それをデザインに統合します。広告する

ヒント

システムを稼働させたい場合は、セキュリティ機能を最優先にしてください。
すべてのビルドが完了したら、コードをオープンソースとしてリリースするか、独自のままにするかを選択します。
プログラミングを学ぶためだけにオペレーティングシステムの作成を始めないでください。 C、C++、Pascal、またはポインター処理、低レベルのバイト処理、バイト変換、インライン統合などを含む他の適切な言語をまだ知らない場合は、オペレーティングシステムを構築する準備ができていません。
OSDev や OSDever などの Web サイトを使用して、独自のオペレーティングシステムを構築します。 OSDev.org コミュニティでは、フォーラムに参加するよりも wiki を使用することをお勧めします。フォーラムに参加する場合は、いくつかの前提条件があります。C または C++ と x86 統合言語に精通している必要があります。また、リンクリスト、キューなどの一般的なプログラミング概念と複雑なプログラミング概念を理解する必要もあります。 OSDev コミュニティは、このフォーラムが一般のプログラマー向けではないことをルールで明確にしています。オペレーティングシステムを構築したい場合、プログラミングの天才である必要はありません。ただし、選択したプロセッサアーキテクチャのプロセッサマニュアルも読む必要があります。 x86 (Intel)、ARM、MIPS、PPC など。プロセッサアーキテクチャマニュアルは、Google 検索エンジン (「Intel マニュアル」、「ARM マニュアル」など) を使用して簡単に見つけることができます。 OSDev.org フォーラムに参加して簡単な質問をしないでください。通常の返答は「マニュアルを読め」です。 Wikipedia を読むと良いでしょう。そこには、使用したいツールの多くに関するマニュアルも掲載されています。
シンプルにしたい場合は、Fedora Revisor、Custom Nimble X、Puppy Remaster、PCLinuxOS mklivecd、SUSE Studio、SUSE KIWI などの Linux ディストリビューションを検討してください。ただし、作成したオペレーティングシステムは、サーバーを提供する会社に帰属します (ただし、GPL に基づいて、無料で配布したり、システムを自由に変更および実行したりする権利はあります)。
潜在的な問題やその他の脆弱性を確認します。これらはすべてオペレーティングシステムの設計に影響します。
オペレーティングシステムを書き込むための新しいパーティションを作成することをお勧めします。

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警告する

2週間以内に完全なシステムが完成します。起動可能なオペレーティングシステムを作成するのは素晴らしいことです。
不注意にオペレーティングシステムをハードドライブに書き込むと、ハードドライブが完全に破損する可能性があります。注意深い。
適切なオペレーティングシステムを簡単に構築できるとは思わないでください。相互に依存する複雑な問題が数多くあります。たとえば、複数のプロセッサを処理する必要があるオペレーティングシステムを構築する場合、メモリマネージャーは、複数のプロセスプロセッサが同時に同じリソースにアクセスするのを防ぐために、マシンを「ロック」する必要があります。これに使用される「ロック」はプロセステーブルに表示される必要があり、これにより、他のプロセスが待機している間、一度に 1 つのプロセスだけが重要なリソースにアクセスできるようになります。ただし、プロセステーブルはメモリマネージャーに依存します。これは事故の事例です。この種の問題を解決する標準的な方法はありません。すべてのオペレーティングシステムプログラムには、その問題を解決するのに十分なスキルが必要です。
ランダムなバイトをランダムな I/O ポートに書き込むなどの愚かなことを行った場合、システムがフリーズし、（理論上は）ハードドライブが焼損する可能性があります。

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追加リソース

マニュアル: Linux の基礎
ブートローダー: GRUB
仮想マシンアプリケーション: Bochs、VM Ware、XM Virtual Box
プロセッサマニュアル: Intel マニュアル
オペレーティングシステム作成ウェブサイト: OSDev、OSDever

準備が必要です

コンピューター
アーキテクチャを構築するためのCPU
仮想マシンに十分なメモリ（RAM）
「ホスト」オペレーティングシステム (ソースコードをアセンブルする初期段階でソースコードとパッケージプログラムを構築するために使用され、最終的には独自のオペレーティングシステムがホストシステムになります)
構文を洗練するコードエディター (IDE がない場合はこれを使用)
コンパイラ
CD/DVDドライブ

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