5.1 운영체제의 개념
5.1.1 운영체제
운영체제(0S)
- 주기억 장치 내에 상주하면서 컴퓨터 시스템의 자원들을 효율적으로 관리하고 운영
- 인간과 컴퓨터 간의 인터페이스 역할
- 어떤 종류의 컴퓨터에도 한 개 이상의 운영체제가 존재한다.
5.1.2 운영체제의 목표와 기능
🔍 (1) 운영체제의 목표
1. 컴퓨터 내의 하드웨어와 소프트웨어 "자원들을 관리하고 제어" 하는 일을 담당한다.
2. 사용자가 컴퓨터에 쉽게 접근할 수 있도록 편리한 "인터페이스를 제공" 한다.
3. 수행 중인 프로그램들의 "효율적인 운영" 을 도와준다.
4. 작업 처리 과정 중에 "데이터를 공유" 한다.
5. 입출력에서 보조적인 기능을 수행한다.
6. 오류가 발생하면 "오류를 원할하게 처리" 한다.
🔍 (2) 운영체제의 자원 관리
- 프로세스 관리
: 프로세스의 생성과 삭제, 프로세스의 중지와 계속, 프로세스의 동기화, 프로세스 간의 통신등을 관리한다.
- 작업 관리
: 주어진 업무를 처리하는 작업과 관련된 순사, 우선순위, 프로세스 할당 등 전반적인 사항 관리
- 주기억 장치 관리
: 주기억 장치 공간의 할당과 회수를 담당
- 보조기억 장치 관리
: 보조기억 장치의 효율적인 사용을 관리한다.
- 입출력 장치 관리
: 입출력 장치는 기계적 작동특성에 기인하여 중앙처리 장치와 속도차이가 나므로 운영체제의 관리가 매우 중요하다.
- 파일 관리
: 기억 장소의 할당, 빈 공간의 관리, 디스크 스케줄링 , 사용 여부 등을 담당 => 파일 시스템
- 보안 관리
: 시스템 내의 외부로부터의 불법 침입과 정보 탈취 등 보안과 관련된 사항들을 관리한다.
🔍 (3) 프로세스와 커널 관리
1. 프로세스(process)
: 현재 컴퓨터 기억 장치 상에서 실제로 실행 중인 프로그램의 상태
실행중인 프로그램 + 주기억 장치에 저장된 프로그램 + PCB => 형태로 결합된 코드
- PCB
: 프로세스가 작업 도중 필요한 정보나 스케줄에 필요한 여러가지 정보를 기억하고 있는 구조체
프로세스 ≠ 프로세서 : processor는 처리기를 의미한다.
< 프로세스 상태 >
준비 : 프로세스가 CPU를 할당받기 위해 준비하는 상태
실행 : 프로세스가 CPU를 할당받아 수행되는 상태 => 명령어가 실행되는 상태
대기 : 입출력의 시작이나 종료와 같은 외부 신호를 기다리는 상태
2. 커널(Kernel)
: 자원을 관리하는 모듈의 집합 => 운영체제 핵심적인 부분을 모아 놓음
<커널의 위치와 역할>
- 응용 소프트웨어와 컴퓨터 하드웨어를 연결하는 역할
- 장치 드라이버의 도움을 받아 하드웨어 장치 기본적인 제어 가능
- RAM을 통해 프로그램을 위한 메모리 접근 관리
- CPU의 동작 상태를 최적으로 설정 및 초기화
- 기억장치들을 위한 데이터를 정리
🔍 (4) 기억장치 관리
: 각 프로세스가 사용하고자 하는 한정된 기억장치 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 조정하는 역할
- 주기억장치 내에서 메모리를 다루거나
- 주기억장치와 보조 기억장치 사이의 정보 교환을 조정한다.
- 어떤 프로세스가 언제 메모리를 사용할 수 있을지를 결정한다.
- 상태의 바뀜에 따른 기억장치 할당과 빈 기억 공간을 추적한다.
