운영체제와 컴퓨터
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사용자가 컴퓨터를 쉽게 다루게 해주는 인터페이스이다.
CPU 스케줄링과 프로세스 관리: CPU 소유권을 어떤 프로세스에 할당할지, 프로세스의 생성과 삭제 할당 및 변환 관리
메모리 관리: 한정된 메모리를 어떤 프로세스에 얼마큼 할당해야 하는지 관리
디스크 파일을 어떠한 방법으로 보관할지 관리
I/O 디바이스 관리: I/O 디바이스들인 마우스, 키보드와 컴퓨터 간에 데이터를 주고받는 것을 관리
운영체제가 커널에 접근하기 위한 인터페이스
유저 프로그램이 운영체제의 서비스를 받기 위해 커널 함수를 호출할 때 사용
유저 프로그램이 I/O 요청으로 트랩(trap)을 발동하면, 올바른 I/O 요청인지 확인 후 유저 모드가 시스템콜을 통해 커널 모드로 변환되어 실행
프로세스나 스레드(응용프로그램)에서 운영체제로 어떠한 요청을 할 땐, 시스템 호출과 커널을 거쳐 운영체제에게 전달된다.
하나의 추상화 계층이다. 덕분에 우리는 네트워크 통신, DB와 같은 낮은 단계의 영역 처리에 대한 부분을 신경 쓰지 않고 프로그램을 구현할 수 있게된다.
유저모드: 유저가 접근할 수 있는 영역을 제한적으로 두며, 컴퓨터 자원에 함부로 침범하지 못하는 모드
커널모드(관리자 모드): 모든 컴퓨터 자원에 접근할 수 있는 모드
커널: 운영체제의 핵심 부분. 시스템 호출 I/O를 제공하며, 보안, 메모리, 프로세스, 파일시스템, I/O 디바이스, I/O 요청 관리 등 운영체제의 중추적인 역할
시스템 호출이 작동될 떄, modebit를 참고하여 유저모드와 커널모드 구분
0또는 1 값을 가지는 플래그 변수
카메라, 키보드 등 I/O 디바이스는 운영체제를 통해서만 작동해야 한다. 유저모드에서는 이를 못하게 하고, 커널 모드를 거쳐 운영체제를 통해서만 작동할 수 있도록 보안 목적
하드웨어를 제어하기 위한 소프트웨어
산술논리연산장치, 제어장치, 레지스터로 구성
인터럽트에 의해 단순히 메모리에 존재하는 명령어를 해석하여 실행하는 일꾼
운영체제의 커널이 프로그램을 메모리에 올려 프로세스로 만들면 CPU가 이를 처리
프로세스 조작을 지시하는 CPU의 한 부품.
입출력장치 간 통신을 제어하고 명령어들을 일고 해석하며 데이터 처리를 위한 순서를 결정
CPU 안에 있는 매우 빠른 임시기억장치
CPU와 직접 연결되어 있으므로 연산속도가 메모리보다 수십 배에서 수백 배까지 빠름
CPU 자체적으로 데이터를 저장할 방법이 없기 때문에 레지스터를 거쳐 데이터 전달
덧샘, 뺄셈 같은 두 숫자의 산술 연산과 배타적 논리합, 논리곱 같은 논리 연산을 계산하는 디지털 회로
제어장치가 메모리 -> 레지스터에 계산할 값을 로드
제어장치가 레지스터에 있는 값을 계산하라고 산술논리연산장치에 명령
제어장치가 산술논리연산장치에서 계산된 결과를 다시 레지스터 -> 메모리로 계산한 값을 저장
어떤 신호가 들어왔을 때 CPU를 잠깐 정지시키는 것
키보드, 마우스 등 I/O 디바이스로 인한 인터럽트
0으로 숫자를 나누는 산술연산에서의 인터럽트
프로세스 오류 등
인터럽트 발생시, 인터럽트 핸들러 함수 실행. 인터럽트 간에는 우선순위가 있다.
키보드 연결, 마우스 연결 등 I/O 디바이스에서 발생하는 인터럽트
인터럽트 라인이 설계된 이후 순차적인 인터럽트 실행을 중지
운영체제에 시스템 호출을 요청하여 원하는 디바이스로 향해 작은 로컬 버퍼에 접근하여 일을 수행한다.
trap이라고도 한다.
프로세스 오류 등으로 프로세스가 시스템 호출을 할 때 발동
I/O 디바이스가 메모리에 직접 접근할 수 있도록 하는 하드웨어 장치
CPU에만 너무 많은 인터럽트 요청이 들어오기에 CPU 부하를 막아준다. CPU보조 역할
하나의 작업을 CPU와 DMA컨트롤러가 동시에 하는 것을 방지
전자회로에서 데이터나 상태, 명령어 등을 기록하는 장치
보통 RAM을 메모리라고도 한다.
CPU는 계산을 담당하고 메모리는 기억을 담당한다. 다음 page에서 상세 다룰 예정
몇 초 안에는 작업이 끝나야 한다는 것을 정하고 특정 프로그램에 시간 제한을 다는 역할
시간이 많이 걸리는 프로그램이 작동할 때 제한을 걸기 위해 존재
컴퓨터와 연결되어 있는 I/O 디바이스들의 작은 CPU
