09-1. 운영체제를 알아야 하는 이유
운영체제란
- 실행 프로그램에 필요한 자원을 할당하고 프로그램이 올바르게 실행되도록 돕는 특별한 프로그램
- 사용자 영역: 커널 영역을 제외한 나머지 영역, 사용자가 이용하는 응용 프로그램이 적재되는 영역
운영체제를 알아야 하는 이유
- 우리가 만든 프로그램은 결국 하드웨어가 실행하고 그 하드웨어를 조작하는 프로그램이 운영체제
- 운영체제를 깊이 이해하면 운영체제가 건대는 말을 제대로 이해할 수 있고 제대로 명령 가능
09-2. 운영체제의 큰 그림
운영체제의 심장, 커널
- 운영체제의 핵심 서비스를 담당하는 부분
- 어떤 커널을 사용하는지에 따라 하드웨어를 이용하는 양상이 달라지고 결과적으로 컴퓨터 전체의 성능도 달라질 수 있음
사용자 인터페이스
- 운영체제가 제공하는 서비스 중 커널에 포함되지 않는 서비스
- 인터페스에는 2가지 종류가 있음
- 그래픽 유저 인터페이스: 그래픽을 기반으로 컴퓨터와 상호작용할 수 있는 인터페이스
- 커맨드 라인 인터페이스: 명령어를 기반으로 컴퓨터와 상효작용할 수 있는 인터페이스
이중 모드와 시스템 호출
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이중모드: CPU가 명령어를 실행하는 모드를 크게 사용자 모드와 커널 모드로 구분하는 방식
⇒ CPU는 명령어를 사용자 모드, 커널모드로써 실행 가능
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사용자 모드: 운영체제 서비스를 제공받을 수 없는 실행 모드
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커널 모드: 운영체제 서비스를 제공받을 수 있는 실행 모드
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사용자 모드로 실행되는 프로그램이 자원에 접근하는 운영체제 서비스를 제공받으려면 운영체제엑 요청을 보내 커널모드로 전환되어야 함
⇒ 이때 운영체제 서비스를 제공받기 위한 요청을 시스템 호출(시스템 콜)이라 함
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시스템 호출은 일종의 인터럽트
⇒ 인터럽트를 발생시키는 특정 명령어에 의해 발생하는 것을 소프트웨어 인터럽트라 함
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시스템 호출 예
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하드 디스크에 데이터를 저장하는 시스템 호출을 발생시켜 커널 모드로 전환
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운영체제 내의 ‘하드디스크에 데이터를 저장하는 코드를 실행함’으로써 하드 디스크에 접근 가능
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하드 디스크에 접근이 끝났다면 다시 사용자 모드로 복귀하여 실행을 진행
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운영체제의 핵심 서비스
프로세스 관리
- 프로세스: 실행 중인 프로그램
- 운영체제는 다양한 프로세스를 일목요연하게 관리하고 실행할 수 있어야 함
자원 접근 및 할당
CPU
- CPU 스케줄링: 프로세스들에 공정하게 CPU를 할당하기 위해 결정하는 것
메모리
- 메모리에 적재된 프로세스들의 크기와 적재되는 주소도 제각각
입출력 장치
- 인터럽트 서비스 루틴을 제공함으로써 입출력 작업을 수행
파일 시스템 관리
- 파일들을 한데 묶어 디렉토리로 보관
- 이런 파일 시스템도 운영체제가 지원하는 핵심 서비스