作者：饿得扶墙走

出自：https://www.zhihu.com/question/21751451/answer/19214942

其实我觉得楼主问了个非常好的问题，核心就是想知道如果自己动手怎么能写一个系统让机子转起来。我就利用你给的假设来给你讲讲计算机的历史，看完也许你就明白了计算机操作系统历史了。

let's begin!

首先我们把这台计算机的硬盘拿掉，把主板上的bios芯片拿掉。因为最早计算机晕新的程序是写在纸带上的，当纸带插入后，计算机开始从地一句执行。我们为了作出一个纸带，采用以下办法：

1.写一段汇编程序，例如:

mov cx,100000

L1:

mov ax,0

mov bx,0

add ax,bx

inc bx

loop L1

这段程序是计算从0到100000的等差数列之和，算是科学计算吧（什么你说有公式？）

然后我们把它编译成二进制文件（利用nasm配合参数即可实现）。现在纸带上的数字有了，我们要一个纸带。

2.这一步比较神棍，就是为了实现一个纸带：我们去一家制作bios芯片的工厂，让他把我们刚才写的二进制代码烧录到一个bios芯片上。在pc接通电源以后，首先cpu要去bios的一个特定地址顺序执行之后的语句，我们插上这个假的bios芯片，机器上来就不自检了，而执行我们写的代码。

这就是第一代操作系统，由此可见第一代计算机根本没有操作系统，人们吧精心编制的二进制代码刻在纸带上，cpu就开始顺序执行。

人们痛恨每次都要装卸纸带，尤其是有多个人等候使用计算机的时候，所以大家希望把程序事先存储在某个地方，让计算机自己调用就好了，于是就有了外存。现在计算机发展了，所以我们把硬盘和bios都装上。还是原来的二进制代码，我们把它刻录在硬盘里（可以先插到一个linux系统里，一个dd命令就实现了。这里要注意一定要刻录在硬盘的第一个扇区，而且最后俩字节一定要是55aa，至于为什么我们不讨论，毕竟我们是模拟）。这样纸带这种东西就消失在计算机的历史中了。但是你可能会问，这部就是吧纸带换成硬盘了吗？的确是。

我们的前辈们也不满意，他们希望直接想计算机传达命令。

继续改进，我们先写这样一段代码：（本来想写纯汇编代码，但是不能使用int9中断的话实在太长，我先写伪代码，以后有时间我在完善）

start：

如果键盘寄存器的值为0

读取硬盘第二个扇区到内存地址yyyy

jmp yyyy

否则

funcinput：

如果键盘的寄存器有新的值

读取键盘的寄存器

存入到内存地址xxxx

地址xxxx+1

jmp funcinput

else 把刚才写的那一个内存块放入硬盘的第二个扇区

jmp start

（话擦这是什么伪代码，你大学在家上的吧）

把这一段代码写在硬盘第一个扇区，以后每次开机输入0就运行程序，而输入非0则先录入程序在执行。

技术上讲，刚才这一小段代码就已经算是一个操作系统了，操作系统只是一个概念，并没有题主显得那么复杂。

但是到目前为止我们的程序只能一个接一个的完成，如果一个很长的程序后面跟一个很短的，那么对短程序是相当不利的，因此前辈们又研究出了多道批处理。

多道的核心思想就是设置时间片，每个任务都运行一个时间片，时间片结束以后，就换到下一个任务，这样对每个任务都是公平的。尽管现在的cpu都是双核四核，但是这个思想到如今依然是家用电脑系统的基石，我们能一边听音乐一边打游戏就是拜这个思想所赐。

好了现在我们来实现。现在我们要给这台电脑装一个叫做8583的芯片，他的作用就是每隔一段时间就向cpu发出一个中断。而我们的核心代码就是在收到这个中断以后执行。

timeInterrupt:

mov al,20h

out 20h,al

mov ax,dataSegment-gdt

mov ds,ax

mov eax,1

cmp eax,[current]

je .1

mov [current],eax

jmp tss1Segment-gdt:0

jmp .2

.1:

mov byte [current],0

jmp tss0Segment-gdt:0

.2:

iret

（这个是我毕业设计《小型操作系统原理实现》所用到的实现时间片的代码部分，省事就粘过来了）

这个代码的核心思想就是接到时钟中断以后，保存第一个任务的现场，恢复第二个任务的现场，在跳转到第二个任务）

多道的实现不光只是分配时间片那么简单，因为多道系统同时有多个程序在内存，而编制程序的时候都是从逻辑地址0开始的，这样必然会造成地址冲突，于是intel8086推出了段的概念，多道程序中要防止自己编写的程序由于bug或其他因素破坏掉操作系统程序，于是intel386推出了保护模式，等等。可以说多道是现在操作系统的一大分支。

到此为止，楼主的问题我基本解答了，首先你觉得没有操作系统没法输入，这是错的，我们直接插了一块bios芯片，没有输入任何代码。然后我们修改了“刻”进去的代码，实现了我们在机器了编制程序。如今的操作系统也一样，你第一次给裸机安装系统的时候，一定是找了一个刻录好的媒介（光盘，u盘）。

以上就是我用代码帮你模拟了计算机操作系统的发展，看得出题主能从这方面思考问题说明你对计算机底层有兴趣，这里推荐你基本书：《汇编语言》（王爽的那本）《linux内核注释》（赵炯那本）《汇编语言：从实模式到保护模式》《orangs：一个操作系统的实现》我推荐的这基本都是自己写内核来了解操作系统原理，非常对题主胃口，而非ldd，ldk之类的直接剖析一个操作系统内核。

知乎首秀，还希望大神们请拍。