2020. 9. 30. 20:28ㆍ운영체제/Overview
1. 운영 체제의 역할
저번 포스팅에서 언급했듯이 운영체제는 하드웨어 자원과 시스템을 효율적으로 관리해서 사용자에게 서비스를 제공하는 시스템 소프트웨어라고 말했다. 이는 운영체제의 정의라고도 말할 수 있는 동시에, 역할이라고 할 수 있다. 이번 포스팅에서는 운영체제의 역할과 컴퓨터 시스템 구성에 대하여 전체적으로 간략히 설명을 해보려고 한다.
운영체제 역할은 크게 네 가지로 분류할 수 있다.
- 편리성
- 자원 관리
- 프로세스, 스레드 관리(Process and Thread Management)
- 시스템 보호(System Management)
컴퓨터가 처음 개발되었을 때는 운영체제가 존재하지 않았다고 한다. 운영체제는 우리의 모든 것을 알아서 해주는 소프트웨어 시스템이다. 만약 운영체제가 없었다면, 우리는 키보드 및 마우스, 그리고 모든 필요한 기능을 기계어로 일일히 입력을 해주는 불편한 작업을 해야했을 것이다. 따라서 여기서 말하고 싶은 것은 운영체제는 우리에게 편리한 서비스를 제공해준다는 것이다.
우리나라는 주로 윈도우 운영체제를 사용한다. 윈도우 운영체제는 깔끔한 GUI가 특징이다(개인적인 생각). 우리는 윈도우 운영체제를 이용해서 마우스를 이용하여 아이콘을 더블클릭하여 파일을 실행할 수 있고, 오른쪽 마우스버튼을 누르면 쉽게 복사를 할 수 있다. 하지만 과거에 윈도우 1.0이 나왔을 당시에는 오로지 윈도우 전용 명령어를 이용하여 이 모든 작업을 해야만 했다.
아직도 그 잔재가 남아있다. Ctrl R을 눌러 cmd를 입력하면 나오는 명령 프롬프트 창이 그러하다.
이렇게 명령어만을 이용하여 우리가 원하는 기능을 실행하는 방식의 UI를 CUI라고 한다. 그리고 지금, 우리가 사용하고 있는 윈도우의 방식을 GUI라고 한다.
앞에서 언급한 UI들은 우리에게 편리성을 제공해준다. 그 외에도 우리는 운영체제를 이용해서 하드 웨어 자원, 소프트웨어 자원을 관리할 수있는데, 이는 편리성 외에도 효율성을 높이는 역할을 한다. 말이 되게 어렵지만, 컴퓨터를 계속 사용해본 우리는 알게모르게 이 기능을 사용해왔다. 윈도우를 한 번쯤 설치해본 사람이라면, 각 장치에 맞는 드라이버를 설치/수정/삭제[하드웨어 자원관리] 작업을 한 적이 있을 것이다. 또한 우리는 파일 이름을 수정하고, 복사하고, 붙여넣기를 수 없이 해왔다[소프트웨어 자원 관리].
여기까지의 활동은 전공자를 포함하여 비 전공자까지 경험했던 것들이라고 할 수 있다. 여기서 말하고 싶은 핵심 요지는 운영체제는 우리에게 편리성과 일의 효율성을 준다는 것이다. 프로세스는 짧게 말해서 실행중인 프로그램이라고 말할 수 있다. 쓰레드는 가벼운 프로세스라고 생각하자. 이 두개는 나중에 따로 중요하게 다룰 예정이다. 마지막으로 시스템 보호는 말 그대로 시스템을 보호한다는 것이다. 우리가 사용하는 바이러스부터 내 컴퓨터를 지켜주는 V3와 같은 백신으로 시스템을 보호하는 작업을 말한다.
2. 컴퓨터 시스템의 구성
[그림 3]은 컴퓨터 시스템 구성도를 나타낸 그림이다. 위에서 커널은 운영체제의 핵심을 모아넣은 것이라고 생각하면 된다. 커널은 굉장히 많은 기능을 제공한다. 앞에서 나는 컴퓨터가 막 생겼을 때, 운영체제가 없는 상황에 대해서 잠깐 언급한 적이 있다. 만약 운영체제가 없다면? 우리는 자원 관리 및 많은 기능을 제공하는 커널이라는 것에 직접 접근을 해야할 것이다. 이는 굉장히 많은 공부를 필요할 것이고, 자칫 까딱해서 실수라도 한다면... 엄청난 문제를 가져올 수도 있을 것이다.
또한, 우리는 맨 위에 System call Interface라고 써져있는 글씨를 볼 수 있다. 여기서 시스템 콜이란, 필요한 기능이 있으면 운영체제(커널)에 어떠한 요청을 할때 이를 전달하는 통로를 말한다. 또한 요청하는 통로를 소프트웨어를 이용하여 함수형으로 기능을 제공하는데, 이를 시스템 콜 인터페이스라고 한다.