💡 목차
❗️기본적인 OS 기능과 프로세스, 스레드를 이해하고 컴퓨터 동작을 이해할 수 있다.
- OS 기본 개념과 역할
- 프로세스와 스레드 기본
- 내 컴퓨터 OS 동작 알아보기
🖥️ 운영체제(OS)란?
컴퓨터 하드웨어와 사용자를 이어주는 ‘중간 관리자’ 같은 소프트웨어
- 우리가 직접 하드웨어(CPU, 메모리, 하드디스크)를 다루긴 너무 복잡하다.
- 그래서 운영체제가 그 사이에서 통역해주고 관리해준다.
⁉️ 운영체제가 하는 일
운영체제의 주요 역할은 크게 4가지:
-
자원 관리(Resource Management)
CPU(연산), 메모리(RAM), 저장장치(HDD/SSD), 입출력장치(키보드, 마우스, 프린터) 등 하드웨어 관리.
누가 CPU 쓸지, 메모리 얼마나 줄지 정리하는 "관리자" 역할 🧑💼 -
프로세스 관리(Process Management)
동시에 여러 프로그램이 실행될 때, 충돌 없이 잘 돌아가게 함.
예: 음악 들으면서 웹서핑 + 파일 다운로드 → 운영체제가 CPU 시간을 나눠줌 -
파일 시스템 관리(File System)
응용 프로그램 실행, 권한 관리
데이터 저장/읽기 쉽게 폴더 구조 제공.
우리가 "C드라이브", "내 문서" 보는 게 사실 OS 덕분임 📂 -
사용자 인터페이스(User Interface)
사용자가 컴퓨터와 쉽게 소통하도록 화면(그래픽 UI)이나 명령어(CLI) 제공.
윈도우 → 바탕화면, 아이콘
리눅스 → 터미널 명령어
✨ 정리
- 운영체제 = 하드웨어와 사용자 사이의 관리자
- 주요 역할 = 자원 관리, 프로세스 관리, 파일 관리, 사용자 인터페이스 제공
- 없으면? → 우리는 CPU, 메모리를 직접 제어해야 해서 컴퓨터 쓰기 거의 불가능 😅
⁉️ 만약 운영체제가 없다면
⚙️ 프로그램(Program)
프로그램(Program): 컴퓨터가 해야 할 일을 적어둔 ‘명령어들의 집합’
- 사람이 원하는 작업(계산, 게임, 문서 작성 등)을 하기 위해 순서대로 정리된 명령어 세트라고 보면 된다.
예: "더하기 프로그램"이라면 → 두 수 입력받기 → 더하기 → 결과 출력하기 이런 식의 단계들이 모여 있는 것.
📃 프로세스(Process)
프로세스(Process): 실행 중인 프로그램
- 하드디스크에 있는 프로그램 파일을 운영체제가 메모리에 불러와서 CPU가 실행하는 상태
- 즉, 프로그램이 "살아 움직이는 중"이라고 보면 된다.
⚙️ 프로세스의 구성
프로세스는 단순히 “돌아간다”가 아니라, 운영체제가 관리할 여러 요소를 가지고 있다:
- 코드 영역(Code) → 실행할 명령어들
- 데이터 영역(Data) → 전역 변수, 상수 등
- 스택(Stack) → 함수 호출, 지역 변수, 실행 흐름 저장
- 힙(Heap) → 동적으로 할당되는 메모리 (new, malloc 같은 것들)
💡 운영체제는 각 프로세스가 독립적으로 실행되도록 메모리 공간을 따로 분리해준다.
⚙️ 프로세스의 특징
- 독립성: 다른 프로세스랑 메모리 직접 공유 불가 (안전성 확보)
- 동시성: 여러 프로세스가 동시에 실행되는 것처럼 보임 (멀티태스킹)
- 생명주기: 프로세스는 “생성 → 준비 → 실행 → 대기 → 종료” 같은 상태 전환을 가짐
⁉️ 프로그램과 프로세스 차이
- 프로그램 = 그냥 "설계도", "레시피" 같은 것 📖 (하드디스크에 저장되어 있음)
- 프로세스 = 그 프로그램이 실제로 실행 중인 상태 🍳 (CPU와 메모리를 쓰면서 돌아감)
- 예를 들어:
MS Word.exe 파일 자체 → 프로그램
내가 지금 Word 켜서 글 쓰는 중 → 프로세스
| 구분 | 프로그램 | 프로세스 |
|---|---|---|
| 정의 | 명령어들의 집합(정적인 설계도) | 실행 중인 프로그램(동적인 존재) |
| 저장 위치 | 보통 하드디스크(SSD/HDD) | 메모리(RAM)에 올라와 실행 |
| 비유 | 요리 레시피 📖 | 실제 요리 중인 요리사 👩🍳 |
🪱 스레드(Thread)
스레드(Thread): 프로세스 안에서 실제로 일을 수행하는 실행 단위
- 프로세스가 “큰 집”이라면, 그 안에 여러 “작업자(스레드)”가 있는 것.
- 즉, 하나의 프로그램(=프로세스) 안에 여러 스레드가 동시에 일을 나눠서 할 수 있다.
✅ 스레드의 장점
- 자원 공유 가능: 같은 프로세스 안에서 데이터 공유 쉬움
- 효율적 멀티태스킹: 웹브라우저에서
스레드1 → 화면 그리기
스레드2 → 파일 다운로드
스레드3 → 사용자 입력 처리
동시에 돌아갈 수 있음
❌스레드의 단점
-
안정성 문제:
같은 메모리를 공유하니까, 하나가 잘못 건드리면 다른 스레드도 영향 받아서 오류 가능 -
동기화 문제:
여러 스레드가 동시에 같은 자원(데이터)에 접근하면 꼬일 수 있음 → “동기화(lock)” 필요
⁉️ 프로세스와 스레드 차이
- 프로세스 = 식당 🍽️ (하나의 가게, 독립된 공간)
- 스레드 = 직원 👩🍳👨🍳 (식당 안에서 동시에 다른 역할: 주문 받기, 요리하기, 서빙하기)
- 식당(프로세스) 자체는 독립되어 있지만, 직원들(스레드)은 같은 주방/재료를 공유하면서 일을 분담함.
| 구분 | 프로세스 | 스레드 |
|---|---|---|
| 정의 | 실행 중인 프로그램 | 프로세스 내부에서 실행되는 작은 실행 흐름 |
| 메모리 | 프로세스끼리는 메모리 공간 분리 | 같은 프로세스의 스레드끼리는 메모리 공유 |
| 독립성 | 서로 완전히 독립 (한 프로세스 죽으면 영향 없음) | 같은 프로세스 안에서 서로 영향 줌 |
| 생성 비용 | 무거움 (메모리, 자원 다 따로 배정) | 가벼움 (코드/데이터 공유) |
🚀 싱글스레드 vs 멀티스레드
1️⃣ 싱글스레드 (Single Thread)
👉 하나의 프로세스 안에 스레드가 1개만 있는 구조
- 한 번에 하나의 작업만 처리 가능
- 작업을 순서대로 진행 → 앞의 작업이 끝나야 다음 작업 시작
- 구현이 간단하고, 동기화 문제가 없음
💡 예시
- 옛날 도스(DOS) 프로그램
- “계산기 앱” → 입력 → 계산 → 출력 (동시에 여러 작업 못 함)
2️⃣ 멀티스레드 (Multi Thread)
👉 하나의 프로세스 안에 여러 개의 스레드가 동시에 실행
- 여러 작업을 병렬처럼 동시에 처리 가능 (CPU 코어 수에 따라 실제 병렬/동시성 차이 있음)
- 자원을 공유하므로 메모리 효율적
- 하지만 동기화 문제(lock, race condition 등) 생길 수 있음
💡 예시 (웹 브라우저)
- 스레드1 → 화면 렌더링
- 스레드2 → 파일 다운로드
- 스레드3 → 사용자 입력 처리
➡️ 동시에 돌아가니까 사용자가 끊김 없는 경험을 함
3️⃣ 비교 정리
| 구분 | 싱글스레드 | 멀티스레드 |
|---|---|---|
| 구조 | 스레드 1개 | 스레드 여러 개 |
| 처리 방식 | 순차 처리 | 동시/병렬 처리 |
| 속도 | 느릴 수 있음 (작업이 몰리면) | 빠름 (여러 작업 분배) |
| 안정성 | 안정적 (동기화 문제 없음) | 동기화 필요, 오류 가능 |
| 구현 난이도 | 쉽다 | 어렵다 (락, 교착상태 등 처리 필요) |
4️⃣ 쉽게 비유하면
-
싱글스레드 = 직원 1명 있는 가게 👨🍳
주문 받고 → 요리하고 → 서빙하고 → 계산까지 혼자 다 함 → 손님 많으면 느려짐 -
멀티스레드 = 직원 여러 명 있는 가게 👩🍳👨🍳
한 명은 주문, 한 명은 요리, 한 명은 서빙 → 동시에 처리 → 빠름
단, 직원들이 서로 같은 재료(자원)를 동시에 쓰려 하면 충돌할 수 있어서 규칙 필요
🖥️ 내 컴퓨터 OS 확인하기
🍎 Mac
- About this Mac으로 1차 확인하기
- Activity Monitor로 Process, Threads 확인 ( PID = Process Id)
🪟 Window
- Ctrl + Shift + ESC 단축키로 확인 가능.
- Thread가 표시 되지 않을 경우, 세부 -> PID, thread 찍어서 표시
