[OS] 운영체제 개요

1️⃣ 운영체제 개요 (Introduction to Operating Systems)

✅ 운영체제란?

운영체제(OS)는 컴퓨터 하드웨어와 사용자 프로그램 사이에 위치하는 시스템 소프트웨어입니다. **자원 관리(Resource Management)**와 인터페이스 제공이 주된 역할이에요.

✅ 주요 기능

1. 프로세스/스레드 관리
   • CPU 스케줄링, 동기화, 교착상태 방지 등
2. 메모리 관리
   • 메모리 할당, 가상 메모리, 캐싱 등
3. 저장장치 관리
   • 파일 시스템, 디스크 스케줄링 등
4. 입출력(I/O) 관리
   • 장치 드라이버, 버퍼링 등
5. 보호 및 보안
   • 사용자 권한, 데이터 보호
6. 사용자 인터페이스 제공
   • CLI (Command Line), GUI (Graphical User Interface)

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✅ 운영체제의 역할

• 자원 관리자 (Resource Manager):
  • CPU, 메모리, 디스크, I/O 장치 같은 하드웨어 자원의 효율적 관리.
• 프로그램 실행 환경 제공:
  • 사용자 프로그램들이 하드웨어를 직접 만지지 않도록 보호하며 실행되도록 함.
• 추상화 (Abstraction):
  • 하드웨어 자원의 복잡성을 감춤 (예: 파일 시스템이 디스크의 실제 구조를 숨김).

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✅ OS의 분류

• Batch 시스템: 작업을 모아서 일괄 처리 (초창기 컴퓨터)
• Time Sharing: 여러 사용자가 동시에 사용하는 시스템 (멀티태스킹)
• Real-Time OS: 즉각 반응이 필요한 시스템 (항공, 의료)
• 멀티프로세싱 OS: 여러 CPU를 지원 (대형 서버)
• 분산 OS: 네트워크를 통한 자원 공유 (클러스터, 클라우드)

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✅ 커널 구조

• Monolithic Kernel: 커널 내 모든 기능을 하나의 큰 블록으로 구현 (Linux)
• Microkernel: 최소한의 핵심만 커널에 두고 나머지는 사용자 모드에서 실행 (Minix)
• Hybrid: 두 가지의 장점을 섞음 (Windows NT)

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✅ 사용자/커널 모드

• 커널 모드: 하드웨어 직접 접근 가능 (운영체제 코드)
• 사용자 모드: 제한된 권한 (일반 앱)

👉 OS는 시스템 콜(system call)을 통해 사용자 모드 ↔ 커널 모드 전환을 제공합니다.