운영체제: 정의와 역할

운영체제란?

• 운영체제는 컴퓨터의 자원들을 사용할 수 있는 환경을 제공한다.

  • 다양한 하드웨어를 사용할 수 있도록 편의성을 제공한다.

• 다수의 사용자가 사용하거나, 여러 개의 프로그램이 실행될 경우 적절히 실행되도록 관리한다.

• 즉, 컴퓨터의 하드웨어의 관리와 사용자가 적시적재에 사용할 수 있는 환경을 제공한다.

 

부팅(Booting)

컴퓨터 부팅 과정은 크게 2가지로 나뉘게 된다.

첫번째는 POST(Power-On-Self-Test)를 통해 컴퓨터의 각 장치에 대한 점검을 진행하는 과정이다.
두번째는 부트로더(Boot loader)를 통해 저장장치 내에 운영체제와 관련된 데이터를 메모리에 적재하는 과정이다.

위의 과정을 마치게 되면 정상적으로 운영체제를 사용할 수 있다.

 

운영체제의 계층적 위치

Figure 1. 운영체제의 계층적 위치

운영체제의 계층적 위치는 그림 1과 같다. 하드웨어와 어플리케이션들이 실행되는 사이에 존재하며, 어플리케이션의 요청에 따라 하드웨어를 사용가능할 수 있도록 중재해주는 역할을 수행한다.

 

인터럽트 기반 시스템

현대 운영체제는 인터럽트 기반의 시스템을 주로 사용한다.
부팅 과정이 끝나면 운영체제는 컴퓨터가 종료 될때까지 메모리에 상주한다.
특정 Event가 발생하기 전 까지 운영체제에 작업을 지시할 수 없으며, Event는 크게 2가지로 나뉜다.
간단히 보면 1. Event 발생 -> 2. 운영체제 작업 처리 -> 3. 대기 or 기존의 작업 수행으로 진행된다.

하드웨어 인터럽트

ISR(Interrupt Service Routine)을 통해 하드웨어가 필요한 동작을 운영체제로 요청한다.
ISR이 끝나면 다시 대기 상태로 돌아간다.

 

소프트웨어 인터럽트

프로그램이 실행시 ISR을 통해 운영체제에 필요한 동작을 요청한다.
ISR이 종료 되면 다시 사용자 프로그램의 작업을 수행한다.