[Linux] 리눅스 기본 - 운영체제의 개요

1. 운영체제의 개요

01. 운영체제란?
  -  컴퓨터 하드웨어와 응용 프로그램 사이에서 인터페이스를 제공하는 소프트웨어
  -  컴퓨터 시스템에서 핵심적인 역할을 수행한다

02. 운영체제의 목적
 - 컴퓨터 시스템 사용의 편의성을 제공하는 것
 - 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 운영하는 것

03. 운영체제의 기능
 - 프로세스 관리 : *프로세스를 생성,스케줄링,중지,관리하여 다중 작업 환경을 제공
 - 메모리 관리 : 메모리 할당 및 해제, 가상 메모리 등을 통해 메모리 자원을 효율적으로 관리
 - 파일 시스템 관리 : 파일 및 디렉터리 생성, 읽기, 쓰기, 삭제 하여 데이터 관리
 - 입출력 관리 : 입출력 장치와 상호작용하여 데이터 읽고 쓰며, 입출력 장치의 버퍼링 및 스케줄링을 담당
 - 자원 관리 및 보호 : 하드웨어 자원 관리. 응용프로그램들이 사용하는 자원이 충돌하지 않도록 관리
 - 사용자 인터페이스 : 사용자와 컴퓨터가 상호작용 할 수 있는 기능을 GUI 또는 명령행 인터페이스로 제공

* 프로세스(process) : 실행중인 프로그램

04. 운영체제의 구성 요소
 - 커널(Kernel) : 운영체제의 핵심으로 메모리에 상주하며 하드웨어와 상호작용하고
                          프로세스관리, 메모리 관리 등 기본적인 시스템 서비스 제공
 - 파일 시스템 : 데이터 저장, 관리 및 파일 및 디렉터리 구조 운영
 - 디바이스 드라이버 : 하드웨어와 통신에 필요한 드라이버 관리 및 다양한 하드웨어와 상호작용
 - 시스템 호출 : 응용프로그래밍 운영체제에 접근할 수 있게 하는 라이브러리 제공
 - 인터페이스 : 사용자와 운영체제 간의 상호작용 담당 하며 명령어 해석 및 실행

05.  CPU의 동작모드
 - 커널 모드 (슈퍼바이저 모드) : 하드웨어 자원에 직접 접근할 수 있는 모드
                                                운영체제의 핵심 기능 수행
 - 사용자 모드 (보호 모드) : 하드웨어 자원에 직접 접근할 수 없고 운영체제가 제공하는 시스템 호출을 통해 자원 사용을 요청 
                                         응용프로그램 수행

06. 커널의 구현 방식

	모놀리식 커널 (Monolithic Kernel)	마이크로 커널  (Micro Kernel)
특징	운영체제의 모든 기능 포함 단일형 또는 일체형 커널이라 불림	운영체제의 핵심 기능만 포함(프로세스 관리, 메모리 관리)  나머지 기능 사용자 모드에서 제공
장점	처리 속도가 빠르고 효율성 높음	커널의 크기가 작음 운영체제에 기능 추가 쉬움 일부 서비스에 문제가 생겨도 운영체제 전체가 마비되지 않음
단점	커널의 크기가 큼 일부 서비스에 문제가 생기면 운영체제 전체에 영향	일부 시스텐 기능이 사용자 모드에 있어 통신 부담이 따르고 성능 저하 요소가 있으며 효율성이 떨어짐
사례	리눅스, 유닉스, 윈도11	MacOS X