[운영체제] 운영체제란?

운영체제(Operating System)

운영체제는 유저가 사용하는 응용프로그램과 하드웨어 사이에서 발생하는 모든 상황을 처리하는 컴퓨터의 심장과도 같은 시스템 소프트웨어이다.
운영체제가 없으면 유저와 하드웨어는 소통할 수 없다.
운영체제는 프로세스관리, 메모리관리, 디스크관리, 네트워크 관리, 디바이스 관리, 입출력 관리 등의 일을 수행한다.

 

운영체제의 목적

1. 처리능력(Throughput): 일정 시간 내에 시스템이 처리하는 일의 양

2. 반환 시간(Turn Around Time): 시스템에 작업을 의뢰한 시간부터 처리 완료될 때까지 걸린 시간

3. 사용 가능도(Availability): 시스템을 사용할 필요가 있을 때 즉시 사용 가능한 정도

4. 신뢰도(Reliability): 시스템이 주어진 문제를 정확하게 해결하는 정도

 

운영체제의 종류로는 MS Windows, Linux, Android, iOS, Mac OS 등이 있으며, 가장 널리 쓰이는 것은 Linux이다. Android도 Linux를 기반으로 만들어졌다.

 

결론: 운영체제가 없으면 컴퓨터를 사용할 수 없다.

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운영체제의 3가지 level

운영체제는 High-level, Mid-level, Low-level의 3단계로 나뉘며, 각 단계에서 하는 일이 다르다.

1. High-level: 사용자와 소통하며, 운영 체제의 기능과 서비스를 사용자가 이용할 수 있게 도와준다. Shell, Utility, Program 등이 있으며, Shell이 핵심이다. Shell은 OS의 핵심인 Mid-Level의 Kernel과 소통할 수 있게 해주며, 명령 줄 인터페이스(CLI)와 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 제공한다.
   • GUI(Graphic User Interface): 그래픽을 통해 사용자가 눈으로 보고 이해하기 쉽게 화면을 구현하여 컴퓨터와 정보를 교환할 수 있는 작업환경을 만든다.
     

     

     이런 바탕화면, 마우스 포인터, 스크롤 등 사람이 눈으로 보는 모든 것이 GUI라고 볼 수 있다.

   • CLI(Command-line interface): GUI와 같은 기능을 수행하지만 그래픽이 존재하지 않고 Text로만 이루어져 있다. 대표적인 예로 cmd, bash, terminal 등이 있다.
     

     

     가장 쉽게 접할 수 있는 CLI에는 윈도우 검색에 cmd를 검색하면 나오는 명령 프롬프트이다

2. Mid-level : 컴퓨터의 자원(CPU, Memory, 저장소 등)을 효과적으로 사용하기 위해 OS의 핵심인 Kernel이 활동하는 부분이며, 자원 관리를 담당한다.
   • Process Scheduling: 사용자로부터 다양한 요청이 들어왔을 때, 중요도에 따라서 처리 순서, 처리 량 등을 결정하는 것. CPU는 한번에 하나의 일밖에 처리 못하지만, 원활한 Process Scheduling 덕에 우리는 컴퓨터로 음악을 들으면서 문서작업을 하면서 파일을 다운로드 받는 등의 멀티태스킹을 할 수 있다.
3. Low-level : 디바이스 드라이버를 통한 키보드, 마우스, 모니터, 프린터, I/O 장치 등의 디바이스와 소통하거나 BIOS(Basic Input/Output System)를 이용하여 CPU 혹은 Memory에 접근한다. Low-level의 가장 중요한 기능은 추상화이다.
   • Device Drivers: 추상화 기능을 구현하여, 다른 종류의 마우스, 키보드 등의 디바이스가 연결되더라도 기존의 디바이스와 같은 기능을 할 수 있도록 한다. 디바이스에는 마우스, 키보드 등의 Input 장치와 모니터, 프린터, 스피커 등의 Output장치, 그리고 SSD와 하드디스크 등 저장장치가 포함된다.
   • BIOS(Basic Input/Output System): 컴퓨터의 가장 기본적인 입출력을 처리하는 소프트웨어로, 컴퓨터 부팅 시 가장 먼저 켜저서 OS를 불러오고, 주변 장치와 컴퓨터 운영 체제 사이의 데이터 흐름을 관리했다. 요즘엔 각 장치들마다 독자적인 Device Driver가 있기 때문에, BIOS의 역할이 많이 축소되고, 핵심적인 역할은 컴퓨터를 부팅하는 것이다.

결론: 사용자가 컴퓨터를 통해 수행하는 모든 명령이 구역만 다를 뿐 모두 OS 안에서 처리되고 있다.