Day11

피오·2021년 11월 15일

shell 스레드 코드스쿼드 프로세스

코드스쿼드-자바-코코아

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셸과 커널

셸(Shell)

사용자가 입력한 명령을 해석하는 프로그램.
커널을 감싸고 있으며, 우리가 입력한 명령어를 해석해서 커널이 이해할 수 있는 방식으로 커널에게 전달한다.
bash, zsh와 같은 다양한 셸 프로그램들이 존재한다(취사선택 가능)

커널(Kernel)

운영체제의 일부로서 하드웨어와 프로세스 운용을 위한 소프트웨어.
응용 프로그램들의 실행 환경을 이루고 운용하는 것.
시스템 기동시 boot프로그램에 의해 구동되며 주기억장치(메모리)에 올라간다.
응용프로그램이 하드웨어에 접근할 수 있게 해준다.
셸이 껍데기라면 커널은 운영체제의 코어, 핵심이다.

시스템 콜

커널이 제공하는 서비스에 대해, 응용 프로그램의 요청에 따라 커널에 접근하기 위한 인터페이스 - 위키백과

쉽게 말해 프로세스가 운영체제(system)에게 운영체제 기능을 요청(call)하는 것
운영체제를 회사, 프로세스를 직원이라고 비유해보자. 직원이 회사가 관리하고 있는 자원( ex) 파일데이터 )을 사용하려고 할 때, 직원이 인가 없이 멋대로 사용할 수는 없다. 자원(파일 데이터) 사용 인가를 상부(운영체제)에 요청해야 할 것이다.
위와 같이 프로세스는 운영체제가 관리하는 모든 자원(네트워크, 디스크, 메모리 등)을 필요할 때, 항상 시스템 콜을 통해야만 한다.
시스템 콜은 운영체제 단에서 사용하라고 만든(운영 체제 기능을 호출하는) 코드(함수)이다. 즉 운영체제 기능을 사용할 수 있는 API이다.

셸, 커널 그리고 시스템 콜

Q. 정리해보면 셸은 커널을 감싸고 있으며, 우리가 입력한 명령어가 셸에 의해 해석되고, 해석된 명령어가 다시 시스템 콜이라는 인터페이스를 거쳐서 커널에 전달된다? 시스템 콜이 커널에 명령한다??

프로세스와 스레드

프로세스

프로세스는 프로그램이 실행된 것이다. 프로그램은 소스 코드로 이루어진 아직 실행안된 파일.
한 프로세스가 실행되기 위해 cpu를 점유하고 있으면(실행상태) 다른 프로세스는 실행상태에 있을 수 없다(준비상태). 그래서 다수의 프로세스를 동시에 실행하기 위해 여러 프로세스를 짧은 텀을 반복하면서 전환해서 실행한다. 이를 context switching이라고 한다.

스레드

스레드는 한 프로세스 내에서 나뉘어진 하나 이상의 실행 단위(?)이다.

멀티 프로세스와 멀티 스레드

멀티 프로세스
- 프로세스는 독립적이기 때문에 IPC(Inter Process Communication)를 통해서 통신을 해야 한다.
- 자원이 소모적이고 메모리를 더 차지한다.
- 컨텍스트 스위칭 비용이 크다.
- 독립적이기 때문에 동기화 작업이 필요하지 않다.
멀티 스레드
- 스레드끼리 긴밀하게 연결되어 있다.
- 공유자원이 많으므로 동기화 신경 써야함.
- 공유된 자원으로 메모리가 효율적이고 통신 비용도 절감된다.
- 컨텍스트 스위칭 비용이 적다.

cf) 멀티 코어는 하드웨어 측면에서 실행단위를 병렬적으로 처리할 수 있도록 여러 프로세서가 있는 것이다.

회고

2주차까지 나왔던 키워드들이 이제는 과제를 구현할 때 꼭 등장하는 것 같다. 키워드와 미션간 연관성이 강해지는 느낌이다. 당일 과제에 미쳐서 코드만 짤 게 아니라, 제시된 키워드는 그날 공부를 하고 넘어가도록 노력해야겠다.

운영체제에 대한 공부는 처음이다. 셸 구현 과제로 자연스럽게 셸이 무엇인지 공부하게 되었고, 이어서 커널, 시스템 콜에 대해 알아보았다. 공부하며 느낀 바가 있었는데, 운영체제는 키워드로 공부를 시작하더라도 그 키워드만 공부할 수는 없을 것 같다는 것이다(어느 공부가 그렇지 않겠냐만은).

오늘은 셸로 시작해서 운영체제 지식을 티끌만큼이나마 확장시켜봤는데, 앞으로도 운영체제 공부를 이렇게 조금씩이라도 해나가다보면 컴퓨터를 알고 쓰는 사람이 될 수 있겠다는 기대감이 생겨서 꽤 재미있었다. 틈틈히 운영체제 공부에도 시간을 들여보자.

참고

피오

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