운영체제란
운영체제는 응용 프로그램과 하드웨어 사이에 위치하게 됩니다. 그래서 사용자가 응용 프로그램은 통해서 서비스를 요청하면 응용 프로그램은 운영체제에게 메세지를 전달하고 하드웨어를 조작해달라고 요청하게됩니다. 그렇게 된다면 운영체제는 서비스에 맞는 하드웨어(CPU, 메모리, HDD, 모니터 등)를 작동시켜 서비스를 완수하게 됩니다.
예를 들어 사용자가 계산기 응용 프로그램을 사용하여 3+4에 대한 결과를 요청합니다. 이 요청을 받은 계산기는 프로그램내에서 수식을 계산하는 명령어를 운영체제에 전달하게 됩니다. 운영체제는 CPU와 메모리 등의 하드웨어를 조작하여 7이라는 답을 반환합니다.
한문장으로 정리한다면 운영체제는 하드웨어를 제어하는 소프트웨어이고 유저와 하드웨어 사이를 연결하는 역할을 하여 프로그램의 서비스를 제공하는 소프트웨어입니다.
운영체제 정의
- 컴퓨터 위에서 항상 실행되는 하나의 프로그램
- Kernel로도 정의
- 하드웨어를 제어하는 소프트웨어
- 유저와 하드웨어 사이의 연결자
인터럽트
인터럽트는 하드웨어가 작동중에 CPU에게 알려주는 신호입니다. 시스템 버스를 통해서 CPU에게 신호를 전송함으로서 어느 시간이던 하드웨어는 인터럽트를 발생시킬 수 있습니다.
만약 키보드에서 A라는 키를 누르게 되면 메모리에 A누름 명령어가 적재되고 CPU에게 알려줍니다.
시스템 버스
시스템 버스란 컴퓨터 시스템 내에서 데이터, 주소, 제어 신호를 전송하는 통신경로를 말합니다. CPU, 메모리, 입출력 장치 등의 하드웨어 구성요소간에 데이터 전송을 담당합니다.
데이터 버스
CPU와 메모리 간의 데이터 전송을 위한 경로입니다. 데이터 버스를 통해서 프로그램이나 명령어에서 필요한 데이터가 메모리로부터 CPU로 이동하거나, 반대로 CPU의 결과를 메모리에 기록할 수 있습니다.
주소 버스
CPU가 메모리나 입출력 장치와 통신하기 위해 사용되는 경로입니다. CPU가 원하는 위치(메모리 주소 또는 입출력 장치 주소)를 지정하여 해당 위치에서 읽거나 쓸 수 있습니다.
제어 버스
시간과 동기화 관련 신호들을 포함하여 컴퓨터 시스템 내에서 다양한 제어 신호를 전달하는 역할을 합니다.
예를 들면 클럭 신호, 인터럽트 신호, 읽기/쓰기 신호 등이 있습니다.
저장장치 계층
저장 시스템들은 다음과 같은 기준으로 계층적으로 구성될 수 있습니다.
- 용량
- 접근 속도
위의 그림은 저장 시스템들을 계층적으로 구성한 것입니다. 위로 올라갈수록 속도는 빨라지고 용량은 작아지게 됩니다.
hard disk = HDD
solid-state disk = SSD
main memory = 하드웨어 부품인 RAM
cache = CPU에 존재하는 작은 용량의 기억장치, 자주 사용하는 데이터를 저장
registers = CPU에 존재하는 작은 용량의 기억장치, 명령어나 연산에 사용될 피연산자(데이터)를 저장
