운영체제
Chapter 2.!
2015104124!
전자공학과!
진우빈!
!
컴퓨터 전체 시스템에서 운영체제내의 프로그램이 수행되는 경우는 여러가지가 있다.!
첫 번째 Bootstrapping (컴퓨터가 부팅 될 때)!
두 번째 System call!
세 번째 Interrupt가 발생할 때이다. !
시스템 콜이란 어플리케이션 단에서 하드웨어 자원을 이용하기 위해 운영체제에 요청하는 일종의
프로세스를 말한다. 예를들어 UNIX시스템에서의 fork는 프로세스를 만들어달라고 운영체제에 요청
하는 함수이다. 이 때 우리는 User Mode와 Kernel Mode에 대해 이해해야 하는데, Users mode
는 어플리케이션이 수행되는 모드를 말하고, Kernel Mode는 운영체제 내의 함수들이 사용되는 모
드를 말한다. !
그렇다면 이렇게 사용환경을 두 가지로 나누는 이유는 무엇일까? 바로 I/O protection 때문이다.
어떤 어플리케이션 프로그램에서 직접 하드웨어를 제어하는 어셈블리 명령어를 실행한다면 이는 실
행되지 않아야 한다. 왜냐면 하드웨어 제어는 운영체제의 권한이기 때문이다. 따라서 이런 명령이 발
생한다면 CPU에서는 자기 자신에게 exception을 걸어서 도움을 요청한다. User mode에서 수행
이 되다가 Kernel mode에서 수행이 되는 것을 trap이라고 부른다. 결국 하드웨어를 제어하는 명령
어는 커널모드에서만 수행이 되야한다는 것이다.!
인터럽트는 하드웨어가 인터럽트를 걸 때 수행되는 것을 말한다. I/O장치에서 인터럽트를 걸 때
CPU는 하던일을 멈추고 저장한 후 인터럽트 핸들러로 점프한다음 그 일을 처리한다. 그 후 다시 돌
아가서 CPU에서 어떤 프로세스를 수행할 지 결정해야 하는데 이를 운영체제가 관장한다. 그리고 이
를 스케쥴링이라고 부른다. 보통 10msec마다 한번 씩은 인터럽트가 발생하기 때문에 매 순간 운영
체제가 수행된다고 볼 수 있는 것이다. !
부팅을 할 때는 CPU스스로 최초로 인스트럭션이 실행되는 주소에서 명령을 실행한다. 이 최초 주
소의 데이터는 부팅을 할 때의 프로그램이 존재해야 하기 때문에 전원이 꺼져있더라도 데이터가 유지
되어야 한다. 따라서 ROM안에 데이터가 있고 이 주소 번지는 0xFFFFFFF0 번지 이다. 이 메모리
번지에서 명령어가 수행되면 BIOS 가 수행된다. BIOS는 메모리, IO 의 컴퓨터 장치들이 잘 수행이
되는지 테스트를 하는 것이다. 그 후 운영체제를 메모리 위에 올리는 부트로더를 실행함으로서 컴퓨
터의 부팅이 이루어지는 것이다.!
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운영체제는 Process Management, Memory Management, File Management, I/O
System Management, Networking, Protection 등 많은 일을 수행하는데 이 장은 이 것들에 대
해 간략하게 설명을 하는 정도고 운영체제 강의에서 한학기 내내 우리는 이것들에 대해 배우게 된다. !
1. Process Management: 프로세스 생성, 제거 및 스케쥴링 등을 담당한다. 그렇다면 프로그램
과 프로세스의 차이는 무엇일까? 프로그램은 하드디스크에 존재하는 실행파일을 말한다. 이를
실행시키면 운영체제가 이 파일을 수행시키는 인스턴스로 만들게 되는데 이를 프로세스라고 한
다. 즉, 하나의 프로그램에서 여러개의 프로세스가 존재할 수 있다.!
2. Memory Management: 운영체제는 가상메모리 기법을 통해 메모리 관리를 수행하게 된다.!
3. File Management: 파일 운영을 관장하는 운영체제의 시스템을 파일 시스템이라고 한다. 윈도
우는 NTFS, 리눅스는 EXT2~4를 사용하며 우리가 사용하는 USB는 보통 FAT 구조이지만 보
안을 위해 파일 시스템 형식을 변경할 수도 있다.!
