📚 운영체제 1강 - 운영체제 소개

📌 개요

➡ 🎯 학습 목표: 운영체제 정의, 역할, 구성, 종류를 크게 훑어보는 것

 

➡ 🔑 학습 키워드

       ┗  운영체제 정의

       ┗  운영체제 실행 모드 - 사용자 모드, 커널 모드

       ┗  커널 (마이크로 커널, 일체형 커널)

       ┗  시스템 호출

       ┗  운영체제 구성 - 프로세스, 메모리, 파일, 장치 관리자

       ┗  운영체제 종류 - 일괄처리, 시분할, 실시간, 분산 운영체제

 

💡 1. 운영체제란 무엇인가?

➡  운영체제: 사용자, 하드웨어 사이에서 중개자 역할을 수행하는 대표적인 시스템 소프트웨어

컴퓨터 시스템 => 하드웨어, 소프트웨어
                         ↙     ↘
             응용 소프트웨어     시스템 소프트웨어
                   ↙                  ↘
             엑셀,PPT..등          **운영체제(프로그램)**

➡  운영체제 역할

        ┗  1. 컴퓨터 시스템 자원 관리: 하드웨어 & 소프트웨어 자원 관리 (예: 키보드나 마우스 제어.. 등)

        ┗  2. 사용자 지원: 사용자와 하드웨어 사이 매개체 역할

 

➡  운영체제 실행 모드

        ┗  커널 모드: 하드웨어 => 직접 제어할 수 있는 CPU 명령어 사용 가능(O) 모드

        ┗  사용자 모드: 하드웨어 => 직접 제어할 수 있는 CPU 명령어 사용 불가능(X) 모드

 

➡  커널: 응용 프로그램과 하드웨어 사이의 가교 역할 하는 소프트웨어 ( 실제 하드웨어를 다루는 프로그램 )

 

➡  커널 종류

        ┗  일체형 커널: 운영체제 대부분 기능을 커널 안에 다 넣어버린 구조 [ UNIX / Linux ]

        ┗  마이크로 커널: 운영체제 대부분 기능을 커널 밖으로 빼고, 핵심 기능만 넣은 구조

       < 일체형 커널 >           < 마이크로 커널 >
      
       사용자 프로그램             사용자 프로그램
            │                       │
         시스템 콜            ┌────────────────┐
            │                    사용자 공간
    ┌────────────────┐         - 파일 시스템
           커널                 - 네트워크
       - 프로세스 관리            - 장치 드라이버
       - 메모리 관리              - 기타 서비스
       - 파일 시스템           └────────────────┘
       - 네트워크                      │ IPC
       - 장치 드라이버          ┌────────────────┐
       - IPC                        커널
    └────────────────┘          - CPU 스케줄링
            │                   - 메모리 관리
          하드웨어                 - IPC
                             └────────────────┘
                                     │
                                   하드웨어

➡  시스템 호출: 커널의 하드웨어 및 운영체제 기능을 사용할 수 있도록 요청하는 기능 ( 커널 <=> 사용자 인터페이스 )

 

💡 2. 운영체제 구성

운영체제(OS)
 ├── 커널(Kernel)
 │    ├── 프로세스 관리자
 │    ├── 메모리 관리자
 │    ├── 파일 관리자
 │    ├── 장치 관리자
 │
 ├── 시스템 프로그램(System Programs)
 │    ├── Shell
 │    ├── 컴파일러
 │    └── 각종 유틸리티

➡  운영체제 구성: 컴퓨터 시스템 자원 성격에 따라 크게 4가지로 구분 됨.

        ┗  자원: CPU, RAM, HD/SSD, 입출력 장치 등의 한정된 자원 의미

        ┗  (1) 프로세스 관리자: 프로세스 생성 및 삭제, CPU 할당 스케줄 결정

        ┗  (2) 메모리 관리자: 메모리 할당 및 회수, 공간 보호

        ┗  (3) 파일 관리자: 모든 파일 관리, 저장장치 공간 관리 및 접근 제한 관리

        ┗  (4) 장치 관리자: 그 외, 컴퓨터 시스템 모든 장치 관리

 

💡 3. 운영체제 유형

➡  일괄처리 운영체제: 작업을 모아서 순서대로 처리하는 방식

        ┗  특징: 반드시 순서대로 처리되기 때문에 후 순위 작업은 기다림이 필요함.

 

➡  시분할 운영체제: 여러 프로그램을 조금씩 빠르게 번갈아가며 수행하는 방식

        ┗  특징: 언제 끝나는지 예측 가능하도록 설계되어 있음.

 

➡  실시간 운영체제: 원하는 시간 내에 프로그램 결과를 얻는 방식

        ┗  특징: 여러 프로그램이 동시에 동작하는 것처럼 보이게 함.

        ┗  예시: 드론, 미사일 제어 시스템, 증권거래 관리 시스템 등

 

➡  분산 운영체제: 분산 시스템을 관리하기 위한 운영체제 방식

        ┗  특징: 네트워크로 연결된 2개 이상 컴퓨터 시스템을 하나의 컴퓨터처럼 관리하기 위해 사용됨.