[운영체제] 컴퓨터는 3층 집.

이 포스트는 널널한 개발자님의 강의를 듣고 작성한 글입니다.

컴퓨터가 3층집인건 알죠?

운영체제는 S/W다. 일종의 platform이다. 가상화기술은 H/W를 S/W로 구현한 것이 가상화 기술이다.

운영체제는 MS Word와 같은 S/W다. 단, 차이는 user application 단의 process들을 support한다. 즉, application process들이 잘 작동하도록 도와주는 것이다. 또 하나 다른 점은 H/W를 제어 및 관리한다. 대부분 범용 OS가 멀티 태스킹 즉, 멀티 프로세싱 시스템이다. 그리고 나쁜 프로세스들을 감지하여 나쁜짓을 하지 못하게 막는 역할도 한다.

H/W 용어 정리

• Interrupt: 한마디로 '벨 소리'이다. 내가 CPU라고 가정하고 나를 방해하는 요소가 있는데 그 요소가 Interrupt 즉, 예로 컴퓨터와 주변기기와 I/O(통신) 하는데 그 때마다 interrupt 발행한다. interrupt가 발생하면 computer가 잠깐 멈추고 wait하다가 다시 interrupt가 오면 진행된다.

printf 함수 호출하는 과정

1. process 내에 App에서 printf 함수 호출(call)
2. API 내부에서는 장치라는 것을 추상화한 file이라는 인터페이스를 통해서 정보가 내려간다.
   정보가 내려갈때 프로세스가 권한이 있는지 없는지 체크를 한다.
3. 정보가 내려가면 환경이 kernel 영역으로 바뀌는데 이 때 어느 새로운 코드가 실행이 된다. 이 때 이 진입점의 있는 코드를 System call이라고 한다. 즉, printf는 System call의 write명령이고 이것이 작동되며 구성요소가 작동된다.
4. 이 때 Device Driver로 내려가기 전에 filter라는 것이 있는데 여기서 V3같은 프로세스에게 이 명령이 바이러스가 있는지 없는지 검사를 한다. 이상이 없다면 Device Driver쪽으로 내려간다.
5. 이 후에 Device Driver를 제어하기 시작한다.
6. Device Driver가 제어가 되면 interrupt를 요청한다. 이때 나오는 말이 Interrupt Request (IRQ)이다.
7. IRQ는 고유번호를 가지는데 (장치마다 다르다.) 그 번호를 가지고 요청하기 되면 Interrupt가 발생하면서 CPU는 잠시 멈추고 해당 장치와 통신을 하게 된다.
8. 해당장치와 연결 후 수행할 명령을 외부장치에 실행한다. 예로 모니터에 hello라는 글자를 렌더링한다.
9. 할 일을 끝내면 Device Driver는 Interrupt를 보내면서 할 일 다했다고 위로 요청을 한다. (kernel 구성요소에게)
10. API에서 process로 리턴이된다.

결론적으로 이 프로세스가 1~10까지의 일련의 과정이 끝나서 흐름이 넘어올 때까지 wait를 하면 이 모든 I/O는 blocking I/O가 되는거고 wait하지 않고 다른 일을 하면 non-blocking I/O가 된다.

즉 blocking이냐 non-blocking이냐라는 것은 API를 호출한 쪽에서 자신의 상태가 어떻게 가느냐 그 차이이다.