운영체제

01. 운영체제 소개

운영체제(OS, Operating System)

• 컴퓨터 노트북 등을 킬 때 가장 먼저 만나는 SW
• Window, mac os, unix, linux ...

임베디드 운영체제제

• CPU의 성능이 낮고 메모리 크기도 작은 시스템에 내장
• Galaxy Watch, TV, 리모컨 ...

 

02. 운영체제의 필요성

질문	답
컴퓨터는 운영체제가 없이도 작동하나?	작동은 하나 기능에 제약이 따른다.
운영체제가 있는 기계와 없는 기계는 어떤 차이가 있나?	성능 향상을 위한 새로운 기능을 쉽게 추가할 수 있다.
운영체제는 성능을 향상하는 데이만 필요한가?	자원을 관리하고 사용자에게 편리한 환경을 제공
운영체제는 자원을 어떻게 관리하나?	사용자가 직접 접근하는 것을 막음으로써 자원을 보호함
사용자는 숨어 있는 자원을 어떻게 이용하는가?	사용자 인터페이스와 하드웨어 인터페이스를 이용하여 접근

 

03. 운영체제의 정의

• 응용 프로그램이나 사용자에게 컴퓨터 자원을 사용할 수 있는 인터페이스를 제공하고 그 결과를 돌려주는 시스템 소프트웨어
• 응용 프로그램이나 사용자에게 모든 컴퓨터 자원을 숨기고 정해진 방법으로만 컴퓨터 자원을 사용할 수 있도록 제한

 

04. 운영체제의 역할

자원관리

• 응용프로그램에서 컴퓨터 시스템 자원을 나누어주어 사용자가 원활하게 작업이 가능
• 요청한 프로그램이 여러 개라면 적당한 순서로 자원을 분배하고 적절한 시점에 회수하여 다른 프로그램에 나누어 줌

자원보호

• 비정상적인 작업으로부터 컴퓨터 자원을 보호

하드웨어 인터페이스 제공

• 사용자가 복잡한 과정 없이 다양한 장치를 사용할 수 있도록 해줌
• CPU, 메모리, 키보드, 마우스등 하드웨어를 일관된 방법으로 사용할 수 있도록 지원

사용자 인터페이스 제공

• 사용자가 운영체제를 편리하게 사용하도록 지원 (윈도우의 그래픽 사용자 인터페이스)

 

05. 운영체제의 목표

효율성

• 자원을 효율적으로 관리

안정성

• 작업을 안정적으로 처리하는 것

확장성

• 다양한 시스템 자원을 컴퓨터에 추가하거나 제거하기 편

편리성

• 사용자가 편리하게 작업할 수 있는 환경 제공

 

05. 운영체제 구조

1) 커널 & 인터페이스

- 커널

• 프로세스 관리, 메모리 관리, 저장장치 관리와 같은 운영체제의 핵심 기능을 모아놓은 것

- 인터페이스

• 커널에 사용자의 명령을 전달하고 실행 결과를 사용자에게 알려줌
• 그래픽을 사용한 인터페이스 GUI(graphical User Interface)

 

2) 시스템 호출과 디바이스 드라이버

- 시스템 호출

• 커널이 자신을 보호하기 위해 만든 인터페이스
• 커널은 사용자나 응용 프로그램으로부터 컴퓨터 자원을 보호하기 위해 자원에 직접 접근을 차단

- 직접 접근

• 두 응용 프로그램이 자기 마음에 드는 위치에 데이터를 저장
• 다른 사람의 데이터를 지울 수도 있고 내 데이터가 다른 사람에 의해 지워질 수 있다.

- 시스템 호출을 위한 접근

• 응용 프로그램이 직접 하드디스크에 데이터를 저장하지 않고 커널이 제공하는 write()함수를 사용하여 데이터를 저장해달라고 요청
• 커널이 데이터를 가져오거나 저장하는 것을 전적으로 책임지기 때문에 컴퓨터 자원 관리가 수월

- 시스템 호출 정리

• 시스템 호출은 커널이 제공하는 시스템 자원의 사용과 연관된 함수
• 응용 프로그램이 하드웨어에 접근하거나 운영체제가 제공하는 서비스를 이용할 때 시스템 호출 사용
• 운영체제는 커널이 제공하는 서비스를 시스템 호출로 제한함
• 커널이 제공하는 서비스를 이용하기 위한 인터페이스, 사용자가 자발적으로 커널 영역에 진입 가능

- 드라이버

• 커널과 하드웨어 인터페이스를 담당 (디바이스 드라이버)
• 마우스와 같은 제품은 드라이버를 커널이 가지고 있으나                                                                                              그래픽카드 처럼 복잡한 하드웨어는 제작자가 드라이버를 제공 함.

 

추천 책 : 쉽게 배우는 운영체제 | 조성호 - 교보문고 (kyobobook.co.kr)