운영체제 2 Operating System

milkbottle·2022년 11월 29일

OS

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GUI / batch / command line / user interfaces
운영체제를 다룰 수 있도록 인터페이스 제공
GUI(그래픽 방식으로 제공) CLI(커맨드같은 도스창 방식으로 제공)
system calls
운영체제가 커널모드로 진입하는 시점, 권한이 있어야 실행할 수 있는 기능
프로그램 실행, I/O 기능, 파일 시스템, 메모리 할당관리, 에러탐지, 보안 및 권한관리 등

Command Line Interpreter(CLI)
도스창에서 명령어를 통해 컴퓨터를 사용
ex) 윈도우 명령프롬프트UNIX의 shell, LINUX의 BASH(Born Again SHell: 다시 돌아온 shell)
Graphical User Interface(GUI)
텍스트만 있었던 CLI에서 그래픽을 추가
ex) 윈도우, 맥OS
Touch Screen Interface
화면을 터치하며 상호작용
ex) 아이폰, 갤럭시

파일을 읽으려면 CPU처럼 슈퍼권한이 있어야하는데 커널모드로 진입하면 읽을 수 있음
듀얼모드를 통해 운영체제는 커널모드를 부여받아 파일을 읽고 유저모드로 원복
실제 c언어에서 파일을 읽는 read()함수의 파라미터
fd: 파일의 디스크립터(추상적인 파일의 고유값)
buf: 데이터가 저장되는 공간
count: 읽을 파일의 크기
ssize_t 읽은 파일의 크기
system call이 파일 읽기만 있는게 아니라 open, read, write, close 0~3순으로 매핑되어 있음
interrupt또한 timer(cpu가 스스로 잘돌아가는지 주기적 테스트), 키보드, 마우스 이런 순으로 매핑이를 인터럽트 벡터 테이블이라고 부름
시스템 콜을 운영체제가 I/O에 접근하기 전 세션을 열어주는 길 뚫는 역할이라고 보면 쉬움
파라미터가 필요한 시스템 콜
일반적으로 레지스터에 매개변수를 저장 후 넘기기
- 이는 레지스터는 크기와 개수가 정해져있기 때문에 메모리 블록에 데이터를 넣고 이 메모리 블록의 주소를 넘기는 방식
- 메모리의 스택영역에 push 후 운영체제가 pop해가는 방식

Multiple Servers
커널에 바로 기능을 만든 것이 아니라 커널 위에 서버를 만들어 구현해 그 서버 내부에 system 기능들(Protection, IPC, File System등)을 만들고 서버를 여러 개로 나눠서 관리
장점: 커널이 가볍고 서비스가 죽어도 커널 전체가 panic되지 않는다
단점: 느리다, 서버의 형테로 존재하기 때문에 서버 통신에 있어서 오버헤드가 발생 가능
비슷한 점: 객체지향 프로그래밍 언어

MS – Dos, Traditional Unix
하드웨어와 유저 사이에 권한을 담당하는 OS Kernel이 한 덩어리로 존재
file system, virtual memory, I/O Driver, Process Control, System Service.. 등 수많은 기능
그물망처럼 연결되어 있어서 하나를 수정하면 그 옆에 있는 또 다른 기능을 수정하고 복잡함

커널을 최소화하고 기능별로 묶어서 하나가 문제가 일어나도 그 부분만 고치면 됨
하지만 IPC(프로세스간 데이터 통신)을 통해 서비스가 수행되기 때문에 메시지 전송과 Context
Switch(3장에서 배움)를 많이해서 Overhead가 급격히 증가

단일커널(Monolithic)과 마이크로커널의 장점을 섞은 방식
Mac OS, iOS, Android가 사용

추신
Android는 사실 OS라기보다는 플랫폼에 가까움.
Linux OS기반으로 위에 라이브러리와 프레임워크들을 사용해 OS만든 것이 아니라 플랫폼(하나의 큰 프로그램)을 만든 것임.