Complexity is Our Enemy

HW의 다양성

• CPU: ISA(Instruction Set Architecture), Cache Size(L1, L2, L3), clock speed(GHz)
• Memory, I/O devices, Network, Interfaces

⇒ HW, SW가 너무 많아지면서 Control의 어려움이 발생

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What is an OS?

HW를 관리하는 일종의 SW(Program)

Computer의 User와 HW 사이에서 동작하는 Program

• user ↔ OS ↔ HW

OS의 목표

• user program을 실행하고, user problem을 쉽게 해결해줌
• 컴퓨터 시스템을 더 편리하게 해줌 → user interface와 관련
• Computer HW를 낭비 없이 사용하기 위함 → resources에 대한 관리

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Abstract View of Computer System

• HW, OS, App, Users
• app이 직접적으로 HW에 접근하지 못하고, OS에 request, OS가 HW에 접근하여 해당 요청 처리 후 return

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OS View Points

User Views → 어떤 종류의 사용자인가에 따라

• Home PC user → Personal Thing 요구
  • 사용하는데 있어 easy
  • Resource utilization이 문제되지 X
• Mainframe, mini computer, workstation
  • 많은 프로그램 수행 목적
  • 1개의 program이 다른 program에 영향을 주면 X
  • Resource manage가 필요, easy of use 신경 X
• Mobile devices
  • 수행에 있어 빠르고 쉬워야 함
  • usability, user interface 고려

System Views

• Resource allocator

  • Resource: 컴퓨터가 사용하는 모든 자원

    ⇒ 자원 충돌 문제의 해결이 필요

• Control Program

  • error와 computer의 부적절한 사용 방지

    ⇒ not safe → reject / safe → run

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Definition of OS

• 다양한 HW와 목적이 존재 (kernel + system programs)
• 명확한 정의 X

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Computer System Organization

• system bus: communication channel, 모든 요소들이 이를 이용하여 소통
• CPU와 device controller는 병렬적으로 동작을 수행

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Need for OS

Several users are running programs.

• OS가 실행 순서, Resource 관리 등을 수행
  • ex. isolation을 통한 다른 Program의 data에 영향 X

A programmer wants to write ...

• 서로 다른 HW에서도 동작할 수 있도록,
• 다양한 disk와 file system에서도 file 관리가 가능하도록,
• Network protocol을 사용하여 다른 PC와 의사소통할 수 있도록 함

The owner wants to ...

• CPU와 Memory의 낭비 X
• 이미 동작 중인 Computer에 아무 일도 없는 듯이 새로운 disk add
• 유, 무선 네트워크 간의 전환

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Computer Operations

Start-up

• Bootstrap program(Helper) : Computer 전원 on → 제일 먼저 실행됨
  • ROM or EEPROM에 저장되어있음 (firmware: 명령어들의 집합)
  • CPU register와 device controllers, Memory를 초기화
  • OS kernel을 load, 동작시킴
• System daemons
  • kernel이 돌아가는 entire time동안 계속 동작하는 프로그램
  • init은 첫번째로 동작하는 Process, 이는 많은 daemons를 실행시킴
  • init 또한 일종의 daemon이지만, init의 종료는 곧 OS의 종료를 의미