운영체제 3강. 운영체제의 구조와 기능

참고 : [Course] Operating System (CPA310) - 운영체제 강의

[ 운영체제 3강 ] 운영체제의 구조 & 기능

1. 운영체제의 구조

2가지 구조로 구성

1. Kernel ( 커널 )
   • OS의 가장 핵심적인 부분이다 ( 가장 빈번하게 사용하는 기능 )
   • 상주 프로그램 ( 메모리에 항상 올라가있다 )
   • 시스템 ( processor, memory ) 관리
2. Utility ( 유틸리티 )
   • 비상주 프로그램
   • ex) UI

(1) 단일 구조

[ 장/단점 ]

• 장점 : 커널 내 모듈 간 “직접 통신”을 한다 ( 효율적 자원 관리/사용이 가능하다 )

• 단점 : 커널의 거대화

  • 오류/버그/추가 기능 구현 등 유지 보수 hard
  • 하나의 error -> 전체에 영향

(2) 계층 구조

[ 장/단점 ]

• 장점 : 모듈화 / 설계 및 구현의 단순화

• 단점 : (단일 구조 대비) 성능 저하 ( 여러 계층 거쳐서 수행해야하므로 )

(3) 마이크로 커널 구조

커널의 크기 최소화

• “필수 기능”만 포함
• 기타 기능은 “사용자 영역”에서 수행

2. 운영체제의 기능

모든 것을 “관리”한다!

• 프로세스 ( Process )
• 프로세서 ( Processor )
• 메모리 ( Memory )
• 파일 ( File )
• 입출력 ( I/O )
• 보조 기억 장치 & 기타 주변 장치 관리

(1) 프로세스

• Process = “실행 중인” 프로그램

• 커널에 등록된 “실행 단위”, “수행 주체”
• OS의 프로세스 관리
  • 생성/삭제/관리, 자원할당, 통신 및 동기화, 교착상태 해결
• 프로세스 정보 관리하기 위한 PCB (Process Control Block)

(2) Processor ( CPU )

• 중앙 처리 장치 (CPU)를 누구에게 언제/얼마나 줄 것인지!
  • 프로세서 할당 관리
  • 프로세스 스케줄링

(3) Memory Management

• 주기억장치 (DRAM)
  • 작업을 위한 프로그램/데이터를 올려놓는 공간
• OS의 메모리 관리
  • Multi-user & Multi-tasking 시스템
    • 여러 프로세스에 대해, 메모리 할당/회수 작업
    • 메모리의 여유 공간 관리

(4) File Management

• 파일 = “논리적” 데이터 저장 단위
• OS의 파일 관리
  • 사용자 & 시스템의 파일을 관리한다

(5) I/O Management

• 입출력과정 또한 제어
• OS를 반드시 거쳐야 ( 직접은 불가능 )