[리눅스] 운영체제 기본 개념

🎈운영체제의 개념

1.1 운영체제 개념

• 컴퓨터는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 구분
• 소프트웨어는 시스템 소프트웨어와 응용 소프트웨어로 구분
• 운영체제는 컴퓨터를 작동시키고 운영을 관리하여 사용자의 응용 프로그램이 효율적으로 실행될 수 있게끔 하는 환경을 제공하는 기본 소프트웨어
• bootstrap program에 의해 컴퓨터 내에 최초로 적재된 후에 컴퓨터 내의 다른 프로그램을 관리하는 프로그램

cf) bootstrap program?

컴퓨터 전원이 켜지면 가장먼저 돌아가는 프로그램
ROM(read only memory) 또는 EEPROM에 저장이 되어있다
모든 시스템 (cpu registers, device controller, memory content 등)을 initialize 한다
disk로부터 os를 load하고 실행한다

• 
  시스템을 모든 측면에서 초기화하며, 운영체제 커널을 적재하고 실행시킨다
• 응용프로그램은 정의 되어있는 응용프로그램 인터페이스 (API)를 통해 서비스를 요청함으로써 운영체제를 이용 (command와 같은 인터페이스를 통해 직접적으로 대화)

cf) API?

API(Application Programming Interface)는 정의 및 프로토콜 집합을 사용하여 두 소프트웨어 구성 요소가 서로 통신할 수 있게 하는 메커니즘.

예를 들어, 기상청의 소프트웨어 시스템에는 일일 기상 데이터가 들어 있습니다. 휴대폰의 날씨 앱은 API를 통해 이 시스템과 ‘대화’하여 휴대폰에 매일 최신 날씨 정보를 표시합니다.

사용자들은 명령어와 같은 인터페이스(두 애플리케이션 간의 서비스 계약)를 통해 운영체제와 직접 대화

 

 

 

 

1.2 운영체제의 구조

컴퓨터의 전원을 킬 때 가장 먼저 load 해지는 프로그램이며 핵심부 (커널)은 주기억 영역에 있음

 

1.3 운영체제의 기능

• 메모리 관리: 주 메모리 중 하나인 RAM의 사용을 제어하여 응용 프로그램이 담길 메모리의 위치 결정
• 입 출력 관리
• 파일 및 데이터 관리
• 프로세스 관리 -> 자원을 효율적으로 사용하기 위해
• 기억장치(storage)관리
• 자원관리
• 스케쥴링(Scheduling) : 사용자로부터 받은 여러 개의 작업들 중 우선순위 설정 (인터럽트, 가로치기)

 

1.5 운영체제의 구성

운영체제 – 제어프로그램 / 처리프로그램 구성

• 제어프로그램 (프로세스가 실행되는지 감시해주는 슈퍼바이저 프로그램)
  1) 감시프로그램 2) 작업관리 프로그램 3) 데이터 관리 프로그램
• 처리프로그램 ex)컴파일러, 인터프리터, 어셈블러 등
  1) 언어 번역 프로그램 2) 서비스 프로그램

 

1.6 운영체제의 유형

• 1) 다중 교환 (Multi-switching)
  : 다수 작업이 동시에 수행되니 현재 실행되고 있는 화면인 포그라운드 프로그램만 동작
• 2) 단일 작업 (Single-tasking)
  : 컴퓨터가 한 번에 하나의 작업만 처리
• 3) 다중 작업 (Multi-tasking)
  : 한 사용자가 여러 개의 작업을 동시에 수행
• 4) 다중 사용자 (Multi-user)
  : 단일 프로세스 시스템에서 여러 사용자의 프로그램이 실행되는 것
• 5) 대화형 처리(Interactive Processing)
  : 사용자가 단말기에서 대화형으로 작업을 처리하는 것으로 시분할 처리 기능이 필요
  cf) 시분할 처리 기능 -> CPU 처리 속도 증가
• 6) 일괄처리 (Batch Processing)
  : 여러 개의 작업을 묶어 한꺼번에 처리하는 것으로 작업 효율 증대
• 7) 실시간 처리 (Real Time Procssing)
• 8) 가상 기계 (Virtual Machine) ex) oracle의 virtural box, 리눅스, 유닉스 등
  : 실제 한 대의 컴퓨터 시스템을 여러 사용자가 동시에 사용할 수 있도록 하기 위해 컴퓨터시스템을 여러 대의 작은 컴퓨터 시스템이 있는 것처럼 분할

cf) 가상?
물리적인 것의 반대/ 실체가 없는

 

• 9) 분산처리 (Distributed Processing)
  : 통신망으로 여러 시스템을 연결하고 작업을 나누어 처리
  위험부담이 줄지만 보안의 위험성 존재
• 10) 병렬처리 (Parallel Processing)
  : 여러 개의 프로세서로 입출력이나 연산 등의 작업을 동시에 처리

 

1.11 유닉스의 특징

• 1) 뛰어난 통신 기능 (protocol이 다양)
• 2) 복수사용자와 다중 처리의 지원
• 3) 뛰어난 호환성
• 4) 뛰어난 유연성 a:b => pipe
• 5) 대화형 시스템
• 6) 셸 (shell programming) : 사용자 해석기, 사용자가 어떤 명령을 치면 해석해서 커널에게 전달해준다
  이로 인해 명령어를 만들 수 있고 백업과 같은 예약 작업이 가능
• 7) 계층적 파일 시스템
• 8) 다양한 소프트웨어 개발 도구

1.12 유닉스 구조

• 커널: 하드웨어들을 제어 / 파일관리, CPU 스케쥴링, 메모리 관리, 입출력 서비스 등
• 셀(Shell): 명령어 번역기, UNIX 커널과 사용자 사이의 인터페이스 제공
• 유틸리티: 사용자의 편의를 위해 준비된 시스템 프로그램 / 운영체제에 영향을 주지는 않지만 있으면 편한 것 EX) ZIP