운영체제, 컴퓨터의 개념 및 구조

1. 운영체제  개념

 사용자가 컴퓨터를 쉽게 다룰 수 있도록 돕는 인터페이스. 한정된 메모리 또는 시스템자원을 효율적으로 분배

 

2. 운영체제의 역할

• CPU 스케쥴링과 프로세스 관리
• 메모리 관리(어떤 프로세스에 메모리를 얼만큼 할당할지)
• 디스크 파일 관리
• I/O 디바이스 관리(입출력장치와 컴퓨터 간에 데이터관리)

3. 운영체제의 구조

유저프로그램	사용자 및 기타 시스템 프로그램
GUI	GUI, CUI 등
시스템콜	- 운영체제가 커널에 접근하기 위한 인터페이스(추상화계층) - 유저모드 -> 커널모드(파일 읽기) -> 유저모드(프로그램 로직 수행) 이 과정을 통해 컴퓨터 자원에 대한 직접 접근을 차단, 타 프로그램으로부터 보호 - modebit을 참고해 유저,커널모드 구분(1또는0의 값을 가지는 플래그변수)
커널	운영체제의 핵심 프로그램
드라이버	하드웨어를 제어하기 위한 소프트웨어
하드웨어	컴퓨터 물리적 부품

4. 컴퓨터의 요소

CPU	- 인터럽트에 의해 단순히 메모리에 존재하는 명령어를 해석 - 산술논리연산장치, 제어장치, 레지스터로 구성 - 운영체제 커널이 프로세스를 생성하면 CPU가 이를 처리 - 제어장치 : I/O 디바이스 간 통신제어, 명령어 해석 및 데이터 처리 순서 결정 - 레지스터 : 매우 빠른 임시기억장치, 메모리보다 수십~수백배 빠르다.(CPU 자체적으로 데이터 저장불가하여 존재) - 인터럽트 : 어떤 신호 입력 시 CPU를 일시 정지 시킨다. 인터럽트 간에 우선순위에 따라 실행된다.(하드웨어 인터럽트 : IO디바이스에서 발생 // 소프트웨어 인터럽트 : 프로세스가 시스템콜 호출 시 발동)
DMA 컨트롤러	I/O 디바이스가 메모리에 직접 접근 할 수 있도록 하는 하드웨어 장치(CPU 부하 분산, 하나의 작업을 CPU와 나눠서하는 것을 방지)
메모리	전자회로에서 데이터나 상태, 명령어 등을 기록하는 장치, 보통 RAM을 메모리라고도 한다.
타이머	특정 프로그램에 시간제한을 두는 역할
디바이스 컨트롤러	컴퓨터와 연결된 I/O디바이스들의 작은 CPU

5. 운영체제 종류(출처: 위키백과)

• 싱글/멀티 태스킹 운영체제 
• 단일/다중 사용자 운여체제
• 분산 운영체제 : 컴퓨터 그룹이 하나의 컴퓨터인것처럼 보이게 만든다.
• 판형 운영체제 : 클라우드 시스템, 하나의 운영체제를 쪼개어 여러개로 이용
• 임베디드 운영체제 : PDA등 작은 기계에서 동작, 효율성이 중요