OS란 무엇일까!

운영체제(OS)는 사용자가 컴퓨터를 사용하기 위해 필요한 소프트웨어!
일반적으로 컴퓨터를 사용하면서 실행한 모든 프로그램들은 OS단에서 관리하고 제어를 하게 된다.
Windows, Linux, Mac OS 등이 있다.

운영체제의 목적

1. 컴퓨터의 하드웨어를 관리하는 것
   • 컴퓨터에는 수 많은 하드웨어가 존재한다. CPU나 메모리, 디스크, 키보드, 마우스, 모니터 등이 있는데 이를 관리하여 컴퓨터를 효율적으로 사용한다.
2. 사용자에게 편의를 제공하는 목적
   • 운영체제가 없다면 위 1번과 같이 하드웨어를 사용자가 직접 전부 관리해야하여 불편함을 겪을 것이다. 대표적으로 스마트폰이 남녀노소 빠르게 사용법을 익힌다는 점에서 운영체제가 많이 발전했음을 알 수 있다.

결론적으로, 운영체제는 컴퓨터의 성능을 높이며, 편의성 제공을 목적으로 하는 컴퓨터 하드웨어 관리 프로그램이다.

부팅

Main memory에는 보통 ROM과 RAM으로 나누어 져 있다.

• ROM : 비휘발성으로 극히 일부를 차지함.
• RAM : 휘발성으로 메모리의 대부분을 차지함. 실 프로그램이 할당되는 곳.

ROM은 비휘발성으로 전원이 꺼져도 그 안의 내용이 유지되기 때문에, 컴퓨터 전원 부팅 시 Processor(CPU)에서 ROM의 내용을 읽게 된다.
ROM 안에 있는 두 가지

• POST(Power On Self Test)
  • 전원이 켜지면 가장 처음에 실행되는 프로그램으로 현재 컴퓨터의 상태를 검사.
• 부트 로더(boot loader)
  • HDD에 저장되어 있는 운영체제를 찾아서 메인 메모리의 RAM에 가져온다. 이 부트로더의 과정을 부팅 이라고 한다.

결국 OS를 RAM에 가져오는 과정을 부팅 이라고 하는데, 부팅이 되었다 라는 것은 운영체제가 수행할 준비를 마쳤다고 하는 것이다.

이후 운영체제는 크게 커널과 명령어 해석기로 나뉜다.

• 커널 : 운영체제의 핵심으로 운영체제가 수행하는 모든 것이 저장되어있다.
• 명령어 해석기 : 사용자가 커널에 요청하는 명령어를 해석하여 커널에 요청하고 그 결과를 출력하는 것.

운영체제의 위치

사용자의 프로그램은 특정 운영체제에 맞춰서 만든다. 그러므로 서로 다른 운영체제를 위한 프로그램은 서로 다른 운영체제에서 실행이 될 수 없다.

애플리케이션은 결국 운영체제에 종속적이라는 뜻이며 운영체제는 하드웨어를 관리하고, 그 관리된 자원을 애플리케이션에 할당한다는 것을 알 수 있다.

따라서 운영체제는 정부(goverment)와 유사하다.

• 국토나 인력, 예산과 같은 자원이 존재하며 이를 효율적으로 사용한다
  • 프로세스, 메모리, 하드디스크 등 자원을 효율적으로 사용한다.
• 효율적인 자원 관리를 위해 행정부, 국토부, 교육부, 국방부 등 부서로 관리를 하게 된다.
  • 자원 관리의 용이성을 위해서 프로세스 관리, 메모리 관리, 디스크 관리, 네트워크, 보안 등 기능이 나뉘어 져있음.
• 부서는 국민들에게 자원을 요청받고 배분해준다.
  • 애플리케이션의 요청에 따라서 기능들이 수행하여 적절히 자원을 배분함.

운영체제의 역할

1. 프로세스 관리
   • 운영체제에서 작동하는 응용 프로그램을 관리한다. 현재 CPU를 점유해야 할 프로세스를 정책에 의하여 결정하고 실제로 할당도 하며 이 프로세스와 다른 프로세스 간 공유자원 접근 제한과 통신 등을 직접적으로 관리한다.
2. 저장장치 관리
   • Main memory와 Hdd 등을 관리한다.
     • 1차 저장장치 (Main memory)
       • 프로세스에 할당하는 메모리 영역의 할당과 해제를 담당
       • 각 메모리 영역간의 침범을 방지해줌
       • 메인 메모리의 효율을 위한 가상 메모리를 기능해줌
     • 2차 저장장치 (Hdd)
       • 파일 시스템으로 데이터를 저장한다.
       • 파일 시스템은 OS에서 관리한다.
       • ext, ntfs, fat 등 많은 파일시스템이 있다.
3. 네트워킹
   • TCP/IP 기반의 인터넷에 연결하거나 응용 프로그램이 네트워크를 사용하려면 운영체제에서 네트워크를 지원하여야 한다. 이처럼 사용자와 하드웨어 사이에서 적절히 네트워킹을 수행한다. 자세한 사항은 네트워크에서 알아보자.
4. 사용자 관리
   • 1pc 여러사용자를 사용하는 경우에 사용자 계정을 관리하여준다. 이를 위해선 각 계정마다 격리된 개인 파일폴더와 파일들이 존재하여야 하고, 접근권한도 지정할 수 있어야 한다.
5. 디바이스 드라이버
   • 여러 자원과 하드웨어를 관리하는 운영체제로서는 이 여러 하드웨어를 운영체제에서 인식하고 관리하게 만들어주어야 응용프로그램이 하드웨어를 간접접근을 할 수 있게 된다. 따라서 운영체제 안에 하드웨어를 추상화 해주는 계층이 필요하다. 이 계층이 바로 디바이스 드라이버 이다. 이 많은 디바이스 드라이버를 관리하는 것도 운영체제가 한다.