운영체제와 컴퓨터

1. 운영체제의 역할과 구조

- 운영체제의 역할

• CPU 스케줄링과 프로세스 관리: CPU 소유권을 어떤 프로세스에 할당할지, 프로세스의 생성과 삭제, 자원 할당 및 반환을 관리
• 메모리관리: 한정된 메모리를 어떤 프로세스에 얼마큼 할당해야 하는지 관리
• 디스크 파일 관리: 디스크 파일을 어떠한 방법으로 보관할지 관리
• I/O 디바이스 관리: I/O 디바이스들의 데이터를 주고받는 것을 관리

 

 

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- 운영체제의 구조

• 유저 프로그램
• GUI
• 시스템콜
• 커널
• 드라이브
• 하드웨어

GUI부터 드라이브까지 운영체제

 

- 시스템콜

시스템콜이란 운영체자가 커널에 접근하기 위한 인터페이스

유저 프로그램이 운영체제의 서비스를 받기 위해 커널 함수를 호출할 때 사용

 

 

2. 컴퓨터의 요소

- CPU

CPU는 산술논리연산장치, 제어장치, 레지스터로 구성되어 있는 컴퓨터 장치

인터럽트에 의해 메모리에 존재하는 명령어를 해석해서 실행함

 

> 제어장치

제어장치는 프로세스 조작을 지시하는 CPU의 한 부품.

입출력장치 간 통신을 제어하고 명령어들을 읽고 해석하여 데이터 처리르 ㄹ위한 순서를 결정

 

> 레지스터

레지스터는 CPU 안에 있는 매우 빠른 임시기억장치

CPU와 직접 연결되어 있으므로 연산 속도가 메모리보다 수십 배에서 수백 배까지 빠름.

CPU는 자체적으로 데이터를 저장할 방법이 없으므로 레지스터를 거쳐 데이터를 전달.

 

> 산술논리연산장치

산술논리연산장치는 덧셈, 뺄셈 같으 ㄴ두 숫자의 산술 연산과 배타적 논리합, 논리곱 같은 논리 연산을 계산하는 디지털 회로.

 

 

* CPU의 연산 처리

• 제어장치가 메모리에 계산할 값을 로드, 레지스터에도 로드
• 제어장치가 레지스터에 있는 값을 계산하라고 산술논리연산장치에 명령
• 제어장치가 계산된 값을 다시 '레지스터에서 메모리로' 계산한 값을 저장

 

> 인터럽트

인터럽트는 어떤 신호가 들어왔을 때 CPU를 잠깐 정지시키는 것을 말함.

인터럽트가 발생되면 인터럽트 핸들러 함수가 모여 있는 인터럽트 벡터로 가서 인터럽트 핸들러 함수가 실행됨.

인터럽트 간에는 우선순위가 있고 우선순위에 따라 실행되며 인터럽트는 하드웨어 인터럽트, 소프트웨어 인터럽트 두 가지로 나뉨.

 

 

* 하드웨어 인터럽트

키보드, 마우르를 연결하는 일 등의 I/O 디바이스에서 발생하는 인터럽트

 

* 소프트웨어 인터럽트

트랩이라고도 하며, 프로세스 오류 등으로 프로세스가 시스템콜을 호출할 때 발동

 

 

- DMA 컨트롤러

I/O 디바이스가 메모리에 직접 접근할 수 있도록 하는 하드웨어 장치.

CPU에만 너무 많은 인터럽트 요청이 들어오기 때문에 CPU의 부하를 막아주며, 일을 부담하는 보조 일꾼.

 

- 메모리

전자회로에서 데이터나 상태, 명령어 등을 기록하는 장치를 말하며, 보통 RAM이라고 함.

CPU는 계산을, 메모리는 기억을 담당

 

 

 

 

 

- 참고

http://shopping.interpark.com/product/productInfo.do?prdNo=9419700415&gclid=CjwKCAiAwomeBhBWEiwAM43YIKOymnsKIk57rU4GJ5v1CO9GTTvelJ5sxdMUmOFRlpDPyHP2AIpW9BoCVAsQAvD_BwE