第一周：初识操作系统与挑战目标
在这个30天的挑战中，我们将从零开始，跟随CSND社区的指引，共同探索如何自制一个操作系统。首先，让我们来了解一下操作系统的基础知识和我们的挑战目标。
操作系统概述
操作系统（Operating System，简称OS）是管理计算机硬件与软件资源的系统软件，是介于计算机硬件与应用程序之间的桥梁。它负责计算机的基本任务，如管理内存、处理输入输出、调度任务等。
挑战目标
在接下来的30天里，我们的目标是了解操作系统的基本原理，学习如何从零开始构建一个简单的操作系统。这个过程中，我们将涵盖以下几个阶段：
- 学习计算机体系结构基础；
- 掌握操作系统基本概念和原理；
- 使用汇编语言编写程序；
- 了解内存管理和中断处理；
- 学习进程管理；
- 探索文件系统和驱动程序；
- 搭建开发环境，编写和调试代码；
- 集成测试和优化。
第二周：计算机体系结构与汇编语言入门
为了理解操作系统的工作原理，我们需要了解计算机体系结构的基本知识。以下是本周的学习重点：
计算机体系结构
- 计算机的基本组成，如CPU、内存、输入输出设备等；
- CPU的工作原理，包括指令集、寄存器等；
- 存储器层次结构，如RAM、ROM、Cache等；
- 输入输出系统的基础知识。
汇编语言入门
- 汇编语言的基本语法；
- 寄存器和内存寻址方式；
- 常用指令和编程技巧。
第三周：操作系统基本概念与原理
在本周，我们将深入学习操作系统的基本概念和原理，为后续的实践打下坚实的基础。
操作系统基本概念
- 进程、线程、任务的概念；
- 地址空间、内存管理；
- 中断和异常处理；
- 文件系统、I/O设备管理。
操作系统原理
- 进程管理原理，如进程状态转换、调度算法等；
- 内存管理原理，如页面置换算法、内存分配策略等；
- 文件系统原理，如目录结构、文件操作等；
- I/O设备管理原理，如设备驱动程序、中断处理等。
第四周：汇编语言实践与内存管理
在本周，我们将开始动手编写代码，实践操作系统的内存管理。
编写汇编程序
- 编写简单的汇编程序，如“Hello, World!”；
- 理解汇编程序的工作原理，如CPU指令执行、寄存器使用等。
内存管理实践
- 学习内存分配与释放；
- 掌握页面置换算法，如FIFO、LRU等；
- 实现简单的内存管理功能。
第五周：中断处理与进程管理
本周，我们将学习操作系统中中断处理和进程管理的基本原理。
中断处理
- 理解中断的概念和作用；
- 学习中断处理程序的设计和实现。
进程管理
- 学习进程状态转换和调度算法；
- 实现简单的进程管理功能。
第六周：文件系统与设备驱动程序
在本周，我们将学习文件系统和设备驱动程序的相关知识。
文件系统
- 理解文件系统的概念和作用；
- 学习目录结构、文件操作等；
- 实现简单的文件系统功能。
设备驱动程序
- 理解设备驱动程序的概念和作用；
- 学习中断处理、设备注册等；
- 实现简单的设备驱动程序。
第七周：搭建开发环境与调试技巧
为了更好地完成挑战，我们需要搭建一个合适的开发环境，并掌握调试技巧。
开发环境搭建
- 选择合适的开发工具，如NASM、GDB等；
- 配置开发环境，包括编译器、链接器、调试器等。
调试技巧
- 学习使用调试器；
- 掌握常见的调试技巧，如断点设置、单步执行等。
第八周：集成测试与优化
在本周，我们将对已经实现的操作系统进行集成测试，并对性能进行优化。
集成测试
- 设计测试用例，对操作系统功能进行测试；
- 修复发现的问题。
性能优化
- 分析系统性能瓶颈；
- 对系统进行优化，提高性能。
第九周：扩展功能与性能提升
在接下来的几周里，我们将对操作系统进行扩展，并进一步提升性能。
扩展功能
- 添加新功能，如多任务处理、文件系统支持等；
- 优化现有功能，提高用户体验。
性能提升
- 优化进程调度算法；
- 优化内存管理策略；
- 优化文件系统性能。
第十周：挑战总结与展望
经过30天的挑战，相信你已经对操作系统的开发有了更深入的了解。本周，我们将回顾整个挑战过程，总结经验教训，并对未来进行展望。
挑战总结
- 回顾整个挑战过程中的收获和成长；
- 总结遇到的困难和解决问题的方法。
展望未来
- 计划在操作系统开发方面的下一步行动；
- 分享经验，帮助更多朋友踏上操作系统开发的旅程。
通过这个30天的挑战，你不仅学会了如何自制操作系统，还锻炼了编程、调试和解决问题的能力。希望你在今后的学习和工作中，继续发挥这些技能，不断突破自我，实现更多的梦想！