운영체제 - OS, Operating System

운영체제란

하드웨어 위에 설치되어 하드웨어 계층과 다른 소프트웨어 계층을 연결하는 소프트웨어 계층이다. 컴퓨터 시스템의 자원을 관리하고, 사용자가 컴퓨터를 사용할 수 있는 환경을 제공하는 역할을 수행한다. CPU, 메모리 같은 컴퓨터 자원은 제한적이라서 이러한 자원을 관리하는 일은 매우 중요하다. 또한 사용자와 컴퓨터 간 인터페이스를 제공해 사용자가 컴퓨터를 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공한다.

 

운영체제 목적

OS는 앞서 말한 것과 같이 한정된 컴퓨터 자원을 관리하는 시스템이다. 이러한 역할에 기반해 OS는 4가지 목적있다.

 

• 처리 능력(throughput) 향상 : OS는 자원 관리를 총해 일정 시간 내에 시스템이 처리하는 일의 양을 향상시킨다.
• 반환 시간(turnaround time)단축 : OS는 사용자가 시스템에 요청한 작업을 완료할때 까지 소용되는 시간을 단축시킨다.
• 사용 가능도(availability)향상 : 사용가능도는 시스템 자원을 얼마나 빨리 제공할 수 있는가를 의미한다. OS는 사용자가 컴퓨터를 사용해야 할 때 즉시 사용할 수 있게 한다.
• 신뢰도(reliability) 향상 : 신뢰도는 시스템이 주어진 문제를 정확하게 푸는지를 의미한다.OS는 입력 값에 대한 정확한 결과 값을 줄 수 있도록 신뢰도를 향상해야한다.

 

CPU와 메모리 구조

 

CPU(Center Processing Unit, 중앙 처리 장치)는 '컴퓨터의 뇌 '역확을 하며, 컴퓨터에서 프로그램을 실행하는 데 필요한 연산을 처리하고 수행한다. 다른 말로 프로세세(processor)라고도 한다.

 

 

메모리는 데이터를 저장하기 위한 기억장치로, 휘발성 메모리인 주 기억장치와 비휘발성 메모리인 보조 기억장치가 있다. 주 기억장치는 메인 메모리를 의미하며 일반적으로 RAM을 가리킨다. 보조 기억 장치는 SSD(Solid State Drive), HDD(Hard Disk Drive)등이 해당한다.

 

그림 1-2 메모리의 계층구조

 

메모리는 CPU에서 빨리 접근할 수 있도록 위와 같이 계층 구조로 나뉜다.

 

• 레지스터(register) : CPU가 사용자 요청을 처리하는데 필요한 데이터를 임시로 저장하는 기억장치이다. CPU 내부에 존재하며 접근속도가 빠르다.
• 캐시 메모리(cache memory) : CPU와 RAM 사이의 속도 차이를 해결하기 위한 기억장치다. CPU 내부에 위치하며 접근 속도가 레지스터 다음으로 빠르다.
• RAM(Random Access Memory) : 컴퓨터에서 프로그램을 실행할 때 필요한 정보를 저장한다. CPU에서 접근 속도가 하드 디스크 보다 빠르고, 휘발성 기억장치다. 보통 메모리라고 할 때 RAM을 의미하는 경우가 많다.
• 하드 디스크(hard disk) : 사용자가 필요한 데이터와 프로그램을 저장하고, 비휘발서 기억장치다. 

프로그램을 실행하면 OS가 디스크에 있는 프로그램을 메모리로 로드(load)한다. 메모리에 로드한 프로그램을 프로세스(process)라고하며, CPU가 처리한다.  CPU는 한의 프로세스만 처리할 수 있어서 멀티 프로세스 환경에서는 OS가 스케줄링을 통해서 CPU에 프로세스를 할당한다.

 

*로드(load) : 프로그램을 메모리에 올려 공간을 할당하는 것을 뜻한다. 

 

출처 - https://www.gilbut.co.kr/book/view?bookcode=BN003825

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