[혼공컴운] 혼공단 11기 - 4주차 (9장)

shyn26·2024년 2월 3일

OS 운영체제 컴퓨터구조 혼공단 혼공컴운

혼공학습단

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9. 운영체제 시작하기

9-1. 운영체제를 알아야 하는 이유

운영체제는 01~08장까지 배운 컴퓨터 부품들을 관리하고, 내가 개발한 프로그램이 올바르게 실행되도록 도움

운영체제란?

인터넷 브라우저, 게임과 같은 프로그램
- 매우 특별한 프로그램이기 때문에 항상 컴퓨터가 부팅될 때 메모리 내 커널 영역(kernel space)이라는 공간에 따로 적재되어 실행
- 커널 영역을 제외한 나머지 영역, 사용자가 이용하는 응용 프로그램이 적재되는 영역을 사용자 영역 (user space)이라고 함
- 응용 프로그램(application software) : 사용자가 특정 목적을 위해 사용하는 일반적인 프로그램
  - 워드, 인터넷, 메모장, 게임
    등
모든 프로그램은 하드웨어를 필요로 하는데, 이때 프로그램 실행에 마땅히 필요한 요소들을 가리켜 시스템 자원, 혹은 줄여서 자원이라 함
→ 즉, 모든 프로그램은 실행되기 위해 반드시 자원이 필요함

[운영체제(operating system)]
실행할 프로그램에 필요한 자원을 할당하고, 프로그램이 올바르게 실행되도록 돕는 특별한 프로그램

이처럼 운영체제는 응용 프로그램과 하드웨어 사이에서 응용 프로그램에 필요한 자원을 할당하고, 응용 프로그램이 올바르게 실행되도록 관리하는 역할

운영체제를 알아야 하는 이유

아무리 간단한 프로그램이라도 운영체제가 없다면 하드웨어를 조작하는 코드를 개발자가 모두 직접 작성해야 하기 때문

9-2. 운영체제의 큰 그림

커널에 대해 알아보자
→ 운영체제에서 매우 중요한 개념

이중모드 와 시스템 호출에 대해 알아보자
→ 응용 프로그램이 운영체제로부터 어떻게 도움을 받으며 실행되는지를 이해하기 위해

운영체제가 응용 프로그램에 제공하는 서비스 종에는 어떤 것들이 있는지 알아보자

운영체제의 심장, 커널

운영체제의 핵심 서비스를 담당하는 부분
어떤 커널을 사용하는지에 따라 컴퓨터 전체의 성능도 달라질 수 있음
커널에 포함되지 않는 서비스 : 사용자 인터페이스 (UI; User Interface)
- 그래픽 유저 인터페이스 (GUI; Graphical User Interface): 그래픽을 기반으로 컴퓨터와 상호작용할 수 있는 인터페이스
  - 마우스 사용해서 프로그램 실행
  - 화면을 터치해서 앱 실행 등
- 커맨드 라인 인터페이스 (CLI; Command Line Interface): 명령어를 기반으로 컴퓨터와 상호작용할 수 있는 인터페이스
  - 터미널 안에서 명령어로 프로그램 실행 등
→ 이러한 사용자 인터페이스는 운영체제가 제공하는 서비스이지만, 이는 그저 컴퓨터와 상호작용하기 위한 통로일 뿐 커널에 속한 기능은 아님, 같은 커널을 사용하더라도 사용자 인터페이스는 다를 수 있음

이중 모드와 시스템 호출

이중 모드(dual mode): CPU가 명령어를 실행하는 모드를 '사용자 모드'와 '커널 모드'로 구분하는 방식
- 슈퍼바이저 플래그를 확인하면 어떤 모드인지 앎
1. 사용자 모드(user mode): 커널 영역의 코드를 실행할 수 없는 모드
  - 일반적인 응용 프로그램은 기본적으로 사용자 모드로 실행
  - 그래서 사용자 모드로 실행되는 일반적인 응용 프로그램은 자원에 접근불가
2. 커널 모드(kernel mode): 커널 영역의
  코드를 실행할 수 있는 모드