고등 운영 체제, 인터럽트 기반 시스템 한줄 정리

ssuda·2019년 12월 23일
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폰노이만 구조


폰노이만 구조는 하나의 CPU와 하나의 memory가 bus를 통해 연결되어 있는 운영체제 구조이다.

고등 운영체제


고등 운영체제는 폰노이만 구조에서 발전된 구조의 운영체제를 말한다.

고등 운영체제가 만들어 지게 된 이유는 다음과 같다.
1. 성능향상 (Performance)
2. 비용(Cost) : 하나의 강한 CPU보다 약한 여러개의 CPU가 더욱 경제적이다.
3. 신뢰성(Realiability) : 한 CPU가 고장나더라도, 다른 CPU가 동작하고 있다.

다중 프로세스 시스템, 분산 시스템, 실시간 시스템은 고등 운영체제에 속한다.

  • 다중 프로세스 시스템(Multi Process System) : 여러개의 process와 하나의 memory가 존재하는 구조이다. ( = 병렬 시스템, 강결합 시스템)
  • 분산 시스템(Distributed System) : 하나의 process와 하나의 memory를 가지고 있는 여러 개의 컴퓨터가 근거리 통신망(LAN)을 통해 연결되어 하나의 common goal을 향해 일하는 시스템이다. (= multi computer system, 소결합 시스템)
  • 실시간 시스템(Realtime System) : 어떤 계산이 deadline내에 반드시 끝나야 하는 시스템이다. 그리고 여기 쓰이는 운영체제를 RTOS(Real Time Operating System)라고 부른다. 이들은 주로 자율 주행 자동차, 네비게이션, 공장자동화, 군사 목적, 항공 우주의 분야에서 쓰인다.

 

인터럽트 기반 시스템


Interrupt란 CPU의 정상적인 실행을 방해하는 것을 말한다. 운영체제는 평소에 대기상태이지만, Hardware Interrupt나 Software Interrupt에 의해서 실행되어지기 때문에 현대 운영체제는 인터럽트 기반의 시스템이라고 할 수 있다.

  • Hardware Interrupt : 키보드나 마우스 등의 CPU외부의 Hardware에 의해 발생되는 Interrupt이다.
  • Software Interrupt : system call나 semi hosting, divide by 0와 같은 CPU 내부에서 명령을 실행하는 도중 Software에 의해 발생되는 Interrupt를 말한다.

예를 들어
컴퓨터는 booting을 하게 되면, Hard Disk에서 OS를 가져와 Main Memory로 올린다.
마우스를 클릭하고, 그 전기신호는 Pocess(CPU)에 Interrupt를 발생시킨다. Main Memoery에 있는 OS에서 Mouse Interrupt Service Routine을 가져와 실행시켜서 마우스가 클릭했던 프로그램을 Hard Disk에서 Main Memory로가져온다.
사용자 프로그램을 실행하던 중에 CPU가 0으로 나누는 코드를 실행하게 되었다. 그러면 프로그램 실행을 잠시 멈추고 Interrupt를 발생시킨다. OS에서 divide by 0 Interrupt Service Routine을 가져와 실행시킨다. ISR를 다 실행한 후에, 다시 사용자 프로그램을 시작한다.

참고 영상


본 글은 다음링크의 강의 영상을 정리한 것입니다.
운영체제: (3) 고등운영체제, 인터럽트 기반 시스템- Youtube

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