[1강] 운영체제 개요 (1 / 2)

컴퓨터 시스템의 구성

 

 

운영체제

 

⦁ 컴퓨터의 하드웨어 자원을 관리

⦁ 컴퓨터 프로그램이 동작하기 위한 서비스를 제공하는 시스템 소프트웨어

 

운영체제의 역할

 

사용자 지원

 

⦁ 사용자의 명령을 해석하여 실행

⦁ 사용자와 하드웨어 사이의 매개체 역할 수행

 

컴퓨터 시스템의 운영

 

⦁ 컴퓨터 시스템의 자원을 제어 및 관리

⦁ 응용 프로그램들의 실행을 도와주는 소프트웨어

 

컴퓨터 시스템과 운영체제

 

운영체제가 없던 초기의 컴퓨터 시스템

운영체제 X

 

⦁ 응용 프로그램 개발자는 하드웨어 제어방법을 잘 알아야 한다.

⦁ 여러 응용 프로그램이 하드웨어를 공유하는 경우 자원 분할이 어렵다.

⦁ 위와 같이 사용할 자원이 겹칠 수 있다.

 

 

운영체제가 하드웨어와 응용 프로그램 사이에 위치

 

운영체제 O

 

⦁ 하드웨어 제어는 운영체제만 한다.

⦁ 응용 프로그램은 운영체제를 통해서만 하드웨어를 이용한다.

⦁ 운영체제가 하드웨어를 제어하면서 공유 자원을 문제없이 효율적으로 처리할 수 있다.

 

CPU의 동작 모드

 

슈퍼바이저 모드 (Kernel Mode)

 

⦁ 운영체제의 커널이 동작되는 모드

⦁ 하드웨어를 직접 제어할 수 있는 CPU 명령어 사용 가능

 

보호 모드 (User Mode)

 

⦁ 응용 프로그램이 동작되는 모드

⦁ 하드웨어를 직접 제어할 수 있는 CPU 명령어 사용 불가능

 

 

시스템 호출

 

⦁ 응용 프로그램이 운영체제에게 서비스를 요청하는 메커니즘

 

시스템 호출 -> 모드 변경 (보호 모드 -> 슈퍼바이저 모드) -> 커널 동작 -> 하드웨어 제어

 

커널

 

⦁ 운영체제의 핵심요소

⦁ 응용 프로그램과 하드웨어의 가교 역할

⦁ 대표적인 구성 방식

    ⦁ 일체형 커널

    ⦁ 마이크로 커널

 

일체형 커널 (monolithic kernel)

 

모든 요소가 커널 내부에 존재

 

⦁ 운영체제의 모든 서비스가 커널 내에 포함

⦁ 장점   

    ⦁ 커널 내부 요소들이 효율적으로 상호작용

⦁ 단점

    ⦁ 한 요소에 있는 오류로 인해 시스템 전체에 장애 발생 가능

⦁ 예 : UNIX, Linux 등

 

마이크로 커널 (microkernel)

대부분의 요소가 커널 외부에 존재

 

⦁ 운영체제의 대부분의 요소들을 커널 외부로 분리

⦁ 커널 내에는 메모리 관리, 멀티태스킹, 프로세스 간 통신 (IPC) 등 최소한의 요소만 남김

⦁ 장점

    ⦁ 확장하기 쉬움

    ⦁ 유지보수가 용이

    ⦁ 안정성이 우수

⦁ 단점

    ⦁ 커널 외부 요소는 IPC를 통해야만 하므로 성능 저하

 

운영체제의 구성

 

프로세스 관리자

 

⦁ 프로세스를 생성, 삭제, CPU 할당을 위한 스케줄 결정

⦁ 프로세스 상태를 관리하며 상태 전이를 처리

 

메모리 관리자

 

⦁ 메모리 공간(주 기억장치)에 대한 요구의 유효성 체크

⦁ 메모리 할당 및 회수

⦁ 메모리 공간 보호

 

장치 관리자

 

⦁ 컴퓨터 시스템의 모든 장치를 관리

⦁ 시스템의 장치를 할당, 작동 시작, 반환

 

파일 관리자

 

⦁ 컴퓨터 시스템의 모든 파일을 관리

⦁ 파일의 접근 제한 관리

⦁ 파일을 열어 자원을 할당하거나 파일을 닫아 자원을 회수