📖 운영체제(OS)

📌 운영체제( =OS, Operating System )
하드웨어와 소프트웨어를 관리하고 제어하는 소프트웨어, 시스템 소프트웨어

운영체제는 컴퓨터의 자원( resource )를 효율적으로 관리해주는 시스템 소프트웨어이다. 이때 컴퓨터의 자원이란 컴퓨터가 작동하기 위한 모든 것을 의미하는 것으로 메모리 같은 시스템 내의 모든 물리적 부품을 말한다.

✔️ 프로세스(process)

프로세스란 운영체제에 의해 현재 실행 중인 프로그램을 말하며 운영체제로부터 자원을 할당 받아 실행된다. 프로세스에 대한 정보는 '작업 관리자', '활성 상태 보기' 등 을 통해 CPU, 메모리 등의 내용을 볼 수 있다.

✔️ 스레드(Thread)

스레드란 프로세스 내에서 실행되는 작업의 단위 이다. 하나의 프로세스는 하나 이상의 스레드로 이루어져 있다.

✔️ 프로세스(process)와 스레드(Thread)`

• 싱글 프로세스: 하나의 프로세스만 실행
• 멀티 프로세스: 여러 개의 프로세스가 독립적인 메모리 공간에서 실행
• 싱글 스레드: 하나의 작업을 완료할 때 까지 다른 작업 수행하지 않음
• 멀티 스레드: 여러 개의 스레드가 동시에 작업을 수행

→ 무조건 '멀티'가 좋은 건 아님 ! 메모리와 작업 효율을 함께 고려해야 함

❓ 운영체제의 역할

✔️ 메모리 관리

컴퓨터는 메모리에 저장된 데이터들의 주소를 참조에서 데이터를 식별한다. 운영체제는 프로그램이 메모리에 저장되는 주소를 할당한다. 이 때 가상 메모리 개념을 통해 프로그램이 실제로 실행되는 부분만 메모리에 저장하여 실제 물리적인 메모리의 크기보다 큰 프로그램을 실행할 수 있도록 해 준다.

이 때, 사용자 입장에서는 실제 메모리 크기보다 더 큰 메모리를 사용하는 것처럼 느껴진다.

✔️ 프로세스 관리

운영체제는 프로세스가 실행되는 순서를 관리한다. 이를 프로세스 스케줄링이라고 한다. 이를 통해 컴퓨터는 여러 개의 작업을 동시에 실행하는 멀티테스킹( multitasking )이 가능하다. 프로세스 스케줄링은 멀티테스킹 뿐만 아니라 진행 중인 프로세스를 잠시 멈추고 다른 프로세스를 먼저 실행하거나 멈춰 있던 이전 프로세스를 다시 불러오는 등 다양한 작업을 포함한다.

✔️ 다른 역할들 ?

• 네트워크 자원에 대한 관리
• 파일과 디렉터리( 폴더 )를 생성, 복사, 삭제하는 파일 시스템 관리
• 입출력 장치의 관리를 통한 입출력 작업
• 사용자 인증, 방화벽 등 보안 및 인증

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❓ 커널과 셸

운영체제는 하드웨어부터 셸까지를 의미한다. Application( 응용 소프트웨어 )는 커넬과 셸을 통해 하드웨어에 접근하여 작동한다.

✔️ 커널( Kernel )

📌 운영체제의 핵심 부분, 즉 하드웨어와 소프트웨어의 인터페이스

커널(kernel)은 컴퓨터 운영 체제의 핵심이 되는 컴퓨터 프로그램으로, 시스템의 모든 것을 완전히 제어(control)한다. 운영체제의 핵심 기능 담당으로 프로세스 스케줄링, 메모리 관리, 입출력 제어 등 을 한다.

✔️ 셸( Shell )

📌 커널과 사용자 간의 인터페이스

셸은 사용자가 입력한 명령어를 해석하여 커널에 전달한다. 그리고 커널이 그것을 실행한 결과를 사용자에게 출력해준다. 이를 통해 사용자는 운영체제, 커널이 무엇을 어떻게 하는지는 정확히 모르더라도 셸을 통해 커널을 활용할 수 있다. 또 두 개의 프로세스가 동시에 동일한 자원에 접근할 경우 등에 발생할 수 있는 '동기화 문제'를 관리해준다.