컴퓨터 구조 + 운영체제

컴퓨터 구조

폰노이만 구조

CPU - ALU(연산) + 레지스터, cash memory

Memory - 저장공간

Disk - 저장소

 

 

 

 

출처) https://www.youtube.com/watch?v=J06SirxZG7M 

 

 

운영체제

 

컴퓨터 시스템 4가지 구성요소

- 하드웨어, 운영체제, 응용 프로그램, 사용자

 

운영체제가 무엇이고, 어떤 일을 수행하는지 이해한다.

- 운영체제: 응용 프로그램 간의 하드웨어 사용을 제어, 조정하는 역할

- 리소스 할당을 전담하는 주체적인 역할

- 제어를 전담

 

컴퓨터 시스템의 작동 매커니즘을 확인한다.

- 부팅 과정(부트스트램)

1) 메인보드에 전력 공급

2) CPU가 ROM에 저장되어있던 BIOS를 실행

3) BIOS가 셀프테스트를 진행

4) MBR을 읽어오는 부트스트랩 실행

5) 휘발성 메모리인 RAM에 부트로더 적재, OS커널코드를 RAM에 적재

 

언터럽트

- CPU가 프로그램을 구동하고 있을 떄, 입출력 혹은 예외 상황이 발생해서 처리가 필요한 경우에 CPU에 신호를 보내는 것

- 인터럽트 수행흐름:

1) 기존에 기동되고 있던 유저 프로세스에 인터럽트가 발생(인터럽트 신호 발생)

2) CPU가 현재 수행중이던 작업 중지

3) 인터럽트가 시작되는, 인터럽트가 지정된 위치로 실행 위치 변경

4) 인터럽트 실행

5) 인터럽트 종료

6) 인터럽트 이전, 수행중이던 작업을 재개(수행중이던 작업의 복귀주소를 미리 저장 필요)

 

* 기타 키워드: RAM, ROM, PC(프로그램 카운터), BIOS, MBR

 

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운영체제에서 제공하는 서비스

 

for 사용자 편의성

- 유저인터페이스(GUI, CLI, 터치스크린 등)

- 프로그램 실행

- I/O 수행

- 파일시스템 조작

- 통신

for 효율적인 시스템

- 리소스 할당

- 로깅(자원추적)

- 보호/보안

 

시스템 콜이 수행되는 이유, 과정과 유형을 확인

- OS에게 하드웨어 자원 사용을 요청할 수 있는 하나의 수단

- 유저모드/커널모드

     => 사용자가 메모리 내부까지 직접 접근을 하여, 주요한 운영체제의 리소스에 영향을 미치는 행위를 하면 안되기 때문에 나눠져있음.

- 시스템 콜 과정

     - 유저가 커널에게 시스템 콜 요청 -> 커널은 시스템 콜 수행 -> 시스템 콜 결과를 유저에게 반환

- 시스템 콜 유형

     - 프로세스 제어 : 프로세스 생성, 종료, 로드, 실행. wait/signal, 메모리 할당

     - 파일 관리: 파일 생성, 삭제, 열기, 닫기, 읽기, 쓰기, 속성값 확인

     - 장치 관리: 장치 요청, 해제, 속성 가져오기, 장치 연결/분리

     - 정보 유지: 시스템 데이터, 날짜 가져오기. 프로세스, 파일 속성 가져옥

     - 통신: 통신 연결 생성, 삭제. 메시지 송수신, 전송상태 정보 확인 등

     - 보호: 파일 권한 얻기 및 설정 등