[CH3.1] 운영체제와 컴퓨터

1. 운영체제 역할 및 구조

역할

• CPU 스케줄링 및 프로세스 관리
• 메모리 관리
• 디스크 파일 관리
• I/O 디바이스 관리

구조

• GUI 없고 CUI만 있는 리눅스 서버도 존재

 

시스템콜

• 운영체제가 커널에 접근하기 위한 인터페이스
• 유저 프로그램이 커널 함수 호출할 때 사용
• 컴퓨터 자원에 대한 직접 접근 차단
• 추상화 계층 - 낮은 단계 영역 처리를 크게 신경 쓰지 않아도 됨

 

modebit

• 유저 모드(유저 접근에 제한 둠) / 커널 모드(모든 컴퓨터 자원 접근 가능) 구분
• 1 / 0의 값을 갖는 플래급 변수
• 운영체제를 통해 작동하도록 할 때 사용

 

2. 컴퓨터의 요소

 

CPU

• 산술논리연산장치 + 제어장치 + 레지스터
• 메모리에 존재하는 명령어 해석 및 실행, 연산

제어장치

• 프로세스 조작을 지시
• 입출력장치 간 통신 제어, 명령어 해석, 데이터 처리 순서 결정

레지스터

• CPU 안의 연산 속도가 매우 빠른 임시기억장치
• CPU는 레지스터를 거쳐 데이터 전달

산술논리연산장치

• 산술 연산, 베타적 논리 합 등의 논리 연산 계산

 

CPU의 연산 처리

1. 제어 장치 -> 메모리,레지스터 : 계산할 값 로드
2. 제어 장치 -> 산술논리연산장치 : 레지스터 값 계산 명령
3. 제어 장치 -> 레지스터 -> 메모리 : 계산한 값 저장

인터럽트

• 신호가 들어왔을 때 CPU를 잠깐 정지시키는 것
• 발생 원인 : IO 디바이스, 0으로 숫자 나누는 산술 연산, 프로세스 오류 등
• 종류 : 하드웨어 인터럽트(IO 디바이스의 인터럽트) / 소프트웨어 인터럽트(프로세스가 시스템콜 호출 시)

 

DMA 컨트롤러

• I/O 디바이스가 메모리에 직접 접근하도록 하는 하드웨어 장치
• CPU 보조 일꾼

메모리(RAM)

• 전자회로에서 데이터나 상태, 명령어 등 기록하는 장치

타이머

• 시간 제한

디바이스 컨트롤러

• IO 디바이스들의 작은 CPU (메모리 = 로컬 버퍼)