2023-02-26 공부 기록 - 운영체제(1)

오늘은 면접을 위한 CS 전공지식노트의 < 운영체제와 컴퓨터 > 챕터를 공부했다. 내용을 간략하게 정리해볼 것이다.

 

운영체제와 컴퓨터

 

1. 운영체제의 역할

① CPU 스케줄링과 프로세스 관리 

② 메모리 관리

③ 디스크 파일 관리

④ I/O디바이스 관리

 

2. 운영체제의 구조

유저 프로그램

GUI

시스템콜

커널

드라이버

하드웨어

※ GUI가 없고 CUI만 있는 리눅스 서버도 있다.

GUI → 사용자가 전자장치와 상호 작용할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스의 한 형태, 단순 명령어 창이 아닌 아이콘을 마우스로 클릭하는 단순한 동작으로 컴퓨터와 상호 작용할 수 있도록 해준다.

드라이버 → 하드웨어를 제어하기 위한 소프트웨어

CUI →  그래픽이 아닌 명령어로 처리하는 인터페이스

시스템콜 →  운영체제가 커널에 접근하기 위한 인터페이스이며 유저 프로그램이 운영체제의 서비스를 받기 위해 커널 함수를 호출할 때 쓴다.

 

 

3. 컴퓨터의 요소

① CPU(Central Processing Unit) : 산술논리연산장치, 제어장치, 레지스터로 구성되어 있는 컴퓨터 장치를 말한다. 인터럽트에 의해 단순히 메모리에 존재하는 명령어를 해석해서 실행하는 일꾼역할을 한다.

인터럽트란? 어떤 신호가 들어왔을 때 CPU를 잠깐 정지시키는 것을 말한다.

② DMA 컨트롤러 : I/O 디바이스가 메모리에 직접 접근할 수 있도록 하는 하드웨어 장치를 뜻한다. CPU부하를 막아주는 보조 일꾼 역할이다.

③ 메모리 : 전자회로에서 데이터나 상태, 명령어 등을 기록하는 정치이다. 보통 RAM(Random Access Memory)을 일컬어 메모리라고도 한다.

④ 타이머 : 시간이 많이 걸리는 프로그램이 작동할 때 제한을 걸기 위해 존재한다.

⑤ 티바이스 컨트롤러 : 컴퓨터와 연결되어 있는 IO 디바이스들의 작은 CPU를 말한다.

 

 

 

 

 

메모리

 

1. 메모리 계층

① 레지스터 : CPU안에 있는 작은 메모리, 휘발성, 속도 가장 빠름, 기억 용량 가장 적음

② 캐시 : L1, L2 캐시를 지칭. 휘발성, 속도 빠름, 기억 용량이 적음(L3 캐시도 존재)

③ 주기억장치 : RAM을 가리킴. 휘발성, 속도 보통, 기억 용량 보통

④ 보조 기억 장치 : HDD, SDD를 가리킴. 휘발성, 속도 낮음, 기억 용량 많음

계층이 존재하는 이유 → 경제성과 캐시 때문.

 

2. 메모리 관리

운영체제의 대표적인 할 일 중 하나가 메모리 관리이다. 한정된 메모리를 극한으로 활용해야 하기 때문이다.

① 가상 메모리(virtual memory) : 메모리 관리 기법의 하나로 컴퓨터가 실제로 이용 가능한 메모리 자원을 추상화하여 이를 사용하는 사용자들에게 매우 큰 메모리로 보이게 만드는 것을 말한다.

② 스레싱(thrashing) : 메모리의 페이지 폴트율이 높은 것을 의미하며, 이는 컴퓨터의 심각한 성능 저하를 초래한다.

③ 메모리 할당 : 메모리에 프로그램을 할당할 때는 시작 메모리 위치, 메모리의 할당 크기를 기반으로 할당하며 연속 할당과 불연속 할당으로 나뉜다.

④ 페이지 교체 알고리즘

 

 

 

면접을 위한 CS 전공지식노트