학기가 시작되고 운영체제, 알고리즘, 데이터통신 등의 과목을 수강하게 되었다. 개인 프로젝트도 시작하겠지만 우선 학기 중 배우는 CS에 대해서 정리를 우선으로 하며 포스팅을 진행할 계획이다.
📖 운영체제 - Operating System
응용 프로그램 실행을 제어하는 프로그램
응용 프로그램과 하드웨어 간의 인터페이스
컴퓨터가 부팅이 되고 메인 메모리(RAM)에 제일 먼저 로드(Load)되어 응용 프로그램의 실행을 제어하고 응용프로그램과 하드웨어가 서로 통신할 수 있게 만드는 소프트웨어
✍️ OS = Kernel + System Programs
💡 Kernel
- 메모리에 상주 - 제일 높은 주소에 존재
- Stack은 높은 주소에서 낮은 주소로 쌓인다. -> Kernel 접근 방지
- 시스템 부팅 시 메모리에 로드되는 함수들의 집합
Kernel 함수들
- Process 관리, Processor 스케줄링, 실기억장치 및 가상기억장치, 파일 시스템, 네트워크, 윈도우 관리 함수들, I/O device drive
Kernel이 호출되는 시점
- 응용프로그램에서 API 함수를 호출하는 경우
- 입출력 장치에서 데이터가 들어올 경우
device driver함수가 실행됨
💡 System Programs
- 디스크에 실행 파일(Program)로 존재
- 컴퓨터 시스템 관리에 필요한 프로그램
- ex)
설정또는제어판에 존재하는 모든 프로그램들
- ex)
Application Program(응용 프로그램) : System Program이 아닌 프로그램들
📖 운영체제 목적
각 목적에 따른 구체적인 내용은 다음 단락부터 서술한다.
1. 편리성 - Convenience
사용자에게 컴퓨터의 프로그램을 쉽고 효율적으로 실행할 수 있는 환경을 제공
2. 효율성(자원성) - Efficiency
하드웨어 및 소프트웨어 자원을 여러 사용자 간에 효율적 할당, 관리, 보호하는 것
3. 발전성(진화 가능성) - Ability to evolve
서비스를 방해하지 않고 새로운 시스템 기능을 효과적으로 개발, 테스트 및 도입
📖 운영체제가 제공하는 서비스 - 편리성
💻 프로그램 개발 -
Program development
- 에디터 & 디버거
✅ 프로그램 실행 -
Program execution
- 프로그램 실행과정, 자원 관리, 스케줄링
📻 입출력 디바이스 접근 -
Access to I/O devices
- 복잡한 내부는 숨기고 함수만 호출하도록 함
📂 파일에 대한 접근 제어 -
Controlled access to files
- 여러 장치, 사용자 동시 접근
🔐 시스템 접근 -
System access
- 다중 사용자(자원보호, 동시성)
🧾 회계 -
Accounting
- 사용 통계 수집, 성능 모니터링
- 향후 기능 보완의 필요성 미리 예상
- 사용료 청구 목적
🚨 오류 검출 및 응답 -
Error detection and response
- 내부 및 외부 하드웨어 오류
- 메모리 오류
- 기기 고장
- 소프트웨어 오류
- 산술 오버플로우, division by zero (0으로 나누기)
- 금지된 메모리 영역 접근
- 운영체제에서 허용할 수 없는 응용 프로그램 요청
📖 자원 관리자로서의 운영체제 - 효율성
자원 - Resource
컴퓨터에서 사용하고 있거나 사용할 수 있는 각각의 하드웨어 및 소프트웨어 요소
Processor(CPU),memory,disks,printers,network cards,serial/parallel port,USB port,timer, etc.
운영체제는 각 자원을 관리하며 이에 대한 책임을 진다.
📟 자원 관리에 대한 책임
⚙️ 일반 컴퓨터 소프트웨어와 동일한 방식으로 작동
- 운영체제는 프로세서에 의해 실행되는 함수들의 집합, 프로그램 또는 프로그램 모음이다.
📖 운영체제의 진화 용이성 - 발전성
➕ 하드웨어 업그레이드 및 새로운 타입의 하드웨어 추가
- 하드웨어 업그레이드 및 추가를 통해 새로운 기능이 추가될 수 있다.
- 하드웨어 기능이 추가되면서 소프트웨어 기능도 추가됨
- MMU의 연속 메모리 할당 - 페이징 기법
🆕 새로운 서비스
- 하드웨어는 동일한데 기능이 추가
- Graphical User Interface[GUI]
🛠️ 수정
- 오류 수정
- 수정이 새로운 결함을 가져올 수 있다...?
컴퓨터공학과 학부생