운영체제의 개요

- 운영체제의 개요

● 컴퓨터 시스템 구성

-> 하드웨어 (CPU, 메모리, 저장장치, 입출력, 네트워크 장치) + 펌웨어 (소프트웨어들이 하드웨어에 존재하도록 미리 넣어서 만들어 놓은 것) + 소프트웨어 (응용, 시스템)

: 사용자 <-> 응용소프트웨어 (word, excel..) - 시스템소프트웨어 (Windows, macOS..) <-> 하드웨어

운영체제란?

: 컴퓨터의 하드웨어에 자원을 관리하고 컴퓨터 프로그램이 동작하기 위한 서비스를 제공하는 시스템소프트웨어 (windows , macOS ...)

◎ 운영체제 역할

● 컴퓨터 시스템 운영

: 컴퓨터 시스템의 자원을 제어 및 관리

: 응용프로그램들의 실행을 도와주는 소프트웨어

● 사용자 지원

: 사용자의 명령을 해석하여 실행

: 사용자와 하드웨어 사이에서 매개체 역할

◎ CPU의 동작 모드

● 슈퍼바이저 모드 (커널 모드)

: 운영체제에 커널이 동작되는 모드

: 하드웨어를 직접 제어하는 CPU 명령어 사용가능

● 보호모드 (사용자 모드)

: 응용프로그램이 동작되는 모드

: 하드웨어를 직접 제어하는 CPU 명령어 사용 불가능

● 시스템 호출 (동작 모드를 변경 가능하게 해주는 것)

: 응용프로그램이 운영체제에게 서비스를 요청하는 메커니즘

* 시스템호출 -> 보호모드에서 슈퍼바이저 모드로 변경 -> 커널 동작 -> 하드웨어 제어

◎ 커널 (kernel)

: 운영체제의 핵심 요소

: 응용프로그램과 하드웨어 수준의 처리 사이의 가교 역할

: 대표적 방식

● 일체형 (monolithic kernel) 커널

: 운영체제의 모든 서비스가 커널 내 포함

장점 -> 커널 내부 요소들이 서로 효율적으로 상호작용

단점 -> 운영체제 모든 서비스가 하나의 커널안에 들어가 있기 때문에 서비스 중 하나가 오류 발생하면 커널 자체에 장애 발생 가능성이 크다

● 마이크로 커널 (micro kernel)

: 운영체제 대부분을 커널 외부로 분리

: 커널 내에는 메모리 관리, 멀티태스킹, 프로세스 간 통신(IPC) 등 최소한 요소들만 남김

장점 -> 새로운 서비스, 드라이버를 추가하여 운영체제 확장이 쉬움

-> 유지보수가 용이하고 안정성이 우수

단점 -> 커널 외부 요소들 사이는 IPC를 통해야만 하므로 성능 저하 발생