운영체제의 개념과 구조

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Kernel 커널

• OS의 핵심

전통적인 컴퓨터 시스템 구조

• 단일 또는 여러 개의 CPU
• bus로 연결되어 있는 여러 개의 디바이스 컨트롤러

Bootstrap 프로그램

• 컴퓨터 실행 시 가장 먼저 실행되는 프로그램
• OS를 로드 해주는 역할

Interrupts

• CPU와 I/O 디바이스끼리 통신하는 방식

폰 노이만 아키텍쳐

• 명령어 집합 (Instruction set)
• 메모리에 로딩
• 메모리에 있는 명령어를 CPU가 하나씩 fetch & execute
• IR Instruction Register
  • IR을 통해 명령어를 가져온다

Storage System

• 여러 가지 계층 구조로 구성
  • 용량
  • 접근 속도

1. registers
   • CPU안 회로로 구성
2. cache
   1. regiser와 RAM 사이 캐싱
3. main memory
   • RAM
4. solid-state disk
   • SSD
   • memory 기반 저장장치
5. hard disk
   • HDD
   • 마그네틱 기반 저장장치
6. optical disk
   • 광학 디스크
7. magentic tapes
   • 금융권 백업 용

Symmetric multiprocessing (SMP)

• 멀티 CPU
• 여러 개의 CPU가 각각의 registers와 cache를 가지고 memory에 붙는다

Multi-core design

• 같은 프로세스 칩 안에 여러 개의 코어

Multiprogramming

• 기존은 메모리에 하나의 프로그램만 실행
• 여러 개의 프로그램을 동시에 메모리에 올려두고 동시에 실행
• CPU 사용 효율을 높인다

Multitasking = Multiprocessing

• 하나의 CPU가 실행 속도가 빠를 때
• 여러 개의 작업을 빠르게 전환하면 사용자는 동시에 사용 가능
• concurrency, parallelism
• CPU scheduling
  • RAM에 여러가지 프로그램이 존재할 때 프로그램 실행 순서를 지정
  • 목표 CPU 효율을 가장 좋게 만드는 선택 방법

Operation Mode

• User mode
• Kernel mode
• 커널 모드만 직접적으로 H/W 접근을 허용하여 잘못된 사용 방지

Virtualization

• 가상화 기술
• process 처럼 여러 개의 OS를 가동
• VMM Virtual Machine Manager
  • VMware, XEN, WSL
  • OS scheduling

기존	가상화	가상화
processes	processes	processes
kernel	kernel	kernel
	VM1 (LINUX)	VM2 (MAC OS)
	virtual machine manager	virtual machine manager
hardware	hardware	hardware

컴퓨팅 환경

• 기본 컴퓨팅
• 모바일 컴퓨팅
• 클라이언트 - 서버 컴퓨팅
• Peer-to-Peer P2P 컴퓨팅
• Cloud 컴퓨팅
• Real-Time Embedded Systems