운영체제의 큰 그림

우리가 작성한 프로그램은 대부분 운영체제에 의해 관리되고 실행된다.

 

운영체제는 현존하는 프로그램 중 규모가 가장 큰 프로그램 중 하나

(참고로, 리눅스 운영체제 소스코드 라인수만 해도 2700만줄 이라고 한다)

 

운영체제가 제공하는 기능은 다양하다.

그러나, 가장 많이 사용되는 가장 핵심적인 서비스는 존재한다.

 

컴퓨터 자원에 접근하고 조작하는, 프로그램이 올바르고 안전하게 실행하는 기능등등..

 

---

커널

 

운영체제의 핵심 서비스를 담당하는 부분

운영체제가 방대한 크기의 프로그램일 지라도 커널은 대동소이하다.

대부분의 전공서는 운영체제에 대해 설명할때 커널에 대해 설명한다.

고로 이 글에서 커널 = 운영체제라고 봐도 무방하다. (UI는 운영체젠에는 속하지만 커널에는 속하지 않음)

 

 

 

시스템 콜과 이중 모드

 

사용자가 실행하는 프로그램은 자원(CPU, RAM, SSD 등등)에 직접 접근할 수 있을까?

놉! 안된다!

일반 응용프로그램이 직접 자원에 접근하는 것은 매우 위엄하며 사이드 이펙트가 일어날 가능성이 높다.

 

 

운영체제는 응용 프로그램이 자원에 접근하려 할 때

오직 자신을 통해서만 접근하도록 하여 자원을 보호한다.

 

즉, 응용프로그램은 운영체제의 도움을 요청하여 자원에 접근한다.

 

이중모드

 

- CPU가 명령어를 실행하는 모드를 크게 사용자 모드와 커널 모드로 구분하는 방식

 

 

- 사용자 모드

   - 운영체제 서비스를 제공받을 수 없는 실행 모드

   - 커널 영역의 코드를 실행할 수 없는 실행 모드

   - 자원 접근 불가

 

- 커널 모드

   - 운영체제의 서비스를 제공 받을 수 있는 실행 모드

   - 자원 접근을 비롯한 모든 명령어 실행 가능

 

 

시스템 콜

- 커널모드로 전환하여 실행하기 위해 호출

- 일종의 소프트웨어 인터럽트

 

인터럽트란?

인터럽트란 프로세스 실행 도중 예기치 않은 상황이 발생할 때 발생한 상황을 처리한 후 실행 중인 작업으로 복귀하는 것을 말한다.

 

실제로는 사용자모드와 커널모드를 빈번하게 왔다갔다한다.

 

 

---

운영체제의 핵심 서비스

 

프로세스 관리

 

프로세스 == 실행 중인 프로그램

수많은 프로세스들이 동시에 실행

 

 

동시다발적으로 생성/실행/삭제되는 다양한 프로세스를 일목요연하게 관리

=> 프로세스아 스레드, 프로세스 동기화, 교착상태 해결

 

자원 접근 및 할당

 

- CPU(스케줄링, 어떤 프로세스를 먼저, 얼마나 오래 실행할까?)

 

 

- 메모리 (페이징, 스와핑 등등..)

- 입출력장치

 

 

 

파일 시스템 관리

 

- 관련된 정보를 파일리라는 단위로 저장 장치에 보관

- 파일들을 묶어 폴더(디렉터리) 단위로 저장 장치에 보관

---

 

Reference

 

https://www.yes24.com/Product/Goods/111378840?gad_source=1&gclid=CjwKCAiAloavBhBOEiwAbtAJOyom_qz_KHNNuqqD_qi8GXntZRgj9WKOZQfOJeDNaCiQkTh1y8VzzhoCJOQQAvD_BwE