운영체제 서론 - KOCW 양희재 교수님

Goal 

 - 운영체제란?

 - 운영체제의 기능

 - 컴퓨터의 메모리 (롬과 램, 하드디스크)

 - 운영체제의 구조

 - 정리

1. 운영체제란?

 - 운영체가 없는 컴퓨터는 야생마와 같다. 

 

컴퓨터의 하드디스크에 저장된 다양한 프로그램을 실행하기 위해서는 하드디스크에서 메모리로 프로그램을 올려야 한다, 또한 메모리에 올라온 수 많은 프로그램을 하나의 프로세스단위에서 실행하기 위해서는 다양한 작업이 필요하다. 이런 작업을 운영체제가 수행한다.

 

컴퓨터를 로딩했을 때, 운영체제가 로드되지 않는다면, 컴퓨터를 조작할 수 있는 방법이 없어진다. 

ex) 문서 작성 후 내역을 하드디스크에 저장하는 작업은? 운영체제가 해준다.

2. 운영체제의 기능

- 컴퓨터 하드웨어를 잘 관리하여 성능을 높이고 사용자에게 편의성을 제공함.

 

운영체제는 프로세서, 메모리, 디스크, 키보드, 마우스, 모니터, 네트워크, 스피커, 마이크, GPS 등 컴퓨터 하드웨어를 관리하여 하드웨어라는 자원을 프로그램이 효율적으로 사용할 수 있도록 제어 한다. 따라서 운영체제를 Control program for computer라고도 한다 (OS는 컴퓨터라는 야생마를 제어)

 

유아도 스마트폰과 컴퓨터를 사용할 수 있는 이유는 운영체제 때문이다. 40, 50년대에는 운영체제의 기능이 미약했기 때문에 Operator가 아니고서는 컴퓨터를 사용하기 어려웠다.

 

3. 컴퓨터의 메모리

컴퓨터의 메모리는 램과 롬으로 나뉜다. 메인 메모리의 대부분은 램(ex 4G)이고 롬은 극히 일부분을 차지한다. 하드디스크는 전원과 관계 없이 정보가 기억된다. 운영체제가 동작하는 방법을 알기 위해서는 컴퓨터 메모리에서 운영체제가 어떻게 사용되는지 알아야 한다.

 

3-1 롬 (Read only Memoty)

 

롬은 전원을 껐다 켜도 내용이 유지된다. ex) 휴대폰의 플래쉬 메모리

 

- 롬의 역할

컴퓨터나 스마트폰의 파워를 키면 가장먼저 프로세서가 롬 부분의 Instruction 코드를 읽어와서 코드를 실행한다. 실행되는 프로그램은 POST와 Boot Load가 있다.

 

- POST (Poower-On Self-Test)

컴퓨터가 가장 처음 실험하는 명령어로 컴퓨터의 환경설정이 잘 되어있는지, CPU, 키보드, 메인메모리, 프린터 연결상태는 어떤지 확인한다. 즉, 하드웨어 상태를 파악한다.

 

- Boot Load 

POST 다음으로 실행되는 작업으로 하드디스크에 설치되어 있는 운영체제를 메모리로 Load한다. 운영체제를 사용하기 위해 Boot Load는 하드디스크를 조사해서 운영체제를 메인 메모리의 램 영역으로 로드한다. 

 

POST와 Boot Load의 과정을 끝으로 롬의 역할은 끝난다, 이러한 특징때문에 메인메모리에서 롬은 극히 일부분을 차지한다.

 

3-2 램 

 

- 롬의 역할을 통해 운영체제가 메인 메모리로 올라오면, 우리가 아는 바탕화면이나 리눅스에서는 콘솔환경이 보여진다. (운영체제가 램에 올라와 이제 동작을 하고, 야생마같던 컴퓨터를 사용자가 조작하기 쉽게 준비된 것이다)

 

램 영역의 자료들은 전기를 끄면 사라진다. 기본적으로 운영체제는 램에 항상 상주(Residence)하기 때문에 실행시에 램에 올라가는 다양한 프로그램은 운영체제의 작업 대상이 될 수 있다.

 

4. 운영체제의 구조 ( 커널 + Shell)

- 운영체제는 Kernel과 Shell로 이루어져 있다.

 

Kernel : 실제로 하드웨어를 관리하는 부분

Shell : 사용자의 명령을 해석하여 결과를 화면에 보여주는 Kernel의 껍질 부분

 

컴퓨터에는 하드웨어가 있고 하드웨어를 감싸고 운영체제가 하드웨어를 관리한다. 하드웨어의 관리는 운영체제중에서도 핵심부분인 커널에서 수행한다. Shall(Command Interprintor)은 커널을 감싼 껍질로서, 하드웨어 관리를 지시할 수 있도록 마우스나 명령어를 통해 프로그램을 클릭하고, 다양한 명령을 내리는 부분이다. (윈도우의 GUI 조작, 리눅스의 CLI조작)

 

운영체제의 바깥 영역에는 응용 프로그램(Application이) 있다. 응용 프로그램은 운영체제의 환경 위에서 돌아가기 때문에 한 프로그램이 돌기 위해서는 반드시 운영체제가 필요하다. 

ex ) 윈도우의 한글프로그램을 바로 복사하여 다른 운영체제에서 사용하려하면 에러가 난다.

 

하드웨어 - 운영체제 - 응용프로그램 관계

Application(자원을 할당받는 주체) : 워드, 한글, 게임, DB, 브라우저, MP3, 비디오 플레이어 등 (하드웨어의 자원을 사용하지만, 바로 사용 X)

운영체제(자원관리, 할당자) : Process Management(CPU관리), Memery M, IO M, File M, Network M, Security M 등등 다양한 관리 부서 

하드웨어(자원) : CPU, 키보드, 마우스, 메모리, 프린터, 모니터, 랜카드, 스피커, 마이크

 

 

* 출처

KOCW 

경성대학교 양희재 교수님

운영체재 강의

( http://www.kocw.net/home/search/kemView.do?kemId=978503 )