[2022.09.23] 운영체제(OS, Operating System)란?

운영체제(OS, Operating System)란?

하드웨어를 관리하고, 컴퓨터 시스템의 자원들을 효율적으로 관리하며

응용 프로그램과 하드웨어 간의 인터페이스로써 다른 응용 프로그램이

유용한 작업을 할 수 있도록 환경을 제공해준다.

 

즉, 운영 체제는 사용자가 컴퓨터를 편리하고 효과적으로 사용할 수 있도록

환경을 제공하는 시스템 소프트웨어라고 할 수 있다.

 

다시 말하자면 컴퓨터 시스템 내의 자원을 효율적으로 관리하는 역할이다.

 

운영체제로는 Windows, Linux등이 있으며, 시스템 역할 구분에 따라 각각 용이점이 있다.

 

운영체제의 역할

1. 프로세스 관리

• 프로세스, 스레드
• 스케줄링
• 동기화
• IPC 통신

2. 저장장치 관리

• 메모리 관리
• 가상 메모리
• 파일 시스템

3. 네트워킹

• TCP/IP
• 기타 프로토콜

4. 사용자 관리

• 계정 관리
• 접근권한 관리

5. 디바이스 드라이버

• 순차접근 장치
• 임의 접근 장치
• 네트워크 장치

각 열할에 자세한 설명

프로세스 관리

운영체제에서 작동하는 응용 프로그램을 관리하는 기능이다.

 

컴퓨터 사용시 게임이나 노래 등을 모두 프로세스에 해당한다.

컴퓨터의 CPU가 하나인 경우 CPU는 한 번에 한 프로세스만 처리할 수 있는데,

이를 동시에 하고 있다고 느낄 수 이유는 운영체제에서 적절한 방식으로

프로세스들을 관리해주기 때문이다.

 

즉, 어떤 의미에서는 프로세서(CPU) 관리하는 것으로 볼 수 있다.

현재 CPU를 점유해야 할 프로세스를 결정하고,

실제로 CPU를 프로세스에 할당하며, 이 프로세스 간 공유 자원 접근과 통신 등을 관리한다.

 

저장장치 관리

1차 저장장치에 해당하는 메인 메모리와 2차 저장장치에 해당하는

하드디스크, HAND 등을 관리하는 기능이다.

 

메모리는 CPU가 직접 접근할 수 있는 컴퓨터 내부의 기억 장치이다.

모든 프로그램은 메모리에 올라와서 실행이 된다.

 

여러 프로그램을 동시에 실행시킬 때 메모리 관리를 하지 않으면

프로그램끼리 메모리 침범 이슈와 같은 문제들이 생기게 된다.

이러한 문제 해결을 위해 운영체제에서 메모리를 관리해준다.

 

• 1차 저장장치(Main Memory)
  • 프로세스에 할당하는 메모리 영역의 할당과 해제
  • 각 메모리 영역 간의 침범 방지
  • 메인 메모리의 효율적 활용을 위한 가상 메모리 기능
• 2차 저장장치(HDD, NAND Flash Memory 등)
  • 파일 형식의 데이터 저장
  • 이런 파일 데이터 관리를 위한 파일 시스템을 OS에서 관리
  • FAT, NTFS, EXT2, JFS, XFS 등 많은 파일 시스템들이 개발되어 사용 중

 

네트워킹

네트워킹은 컴퓨터 활용의 핵심과도 같아졌다.

 

TCP/IP 기반의 인터넷에 연결하거나, 응용 프로그램이 네트워크를 사용하려면

운영체제에서 네트워크 프로토콜을 지원해야 한다.

현재 상용 OS들은 다양하고 많은 네트워크 프로토콜을 지원한다.

 

이처럼 운영체제는 사용자와 컴퓨터 하드웨어 사이에 위치해서,

하드웨어를 운영 및 관리하고 명령어를 제어하여 

응용 프로그램 및 하드웨어를 소프트웨어적으로 제어 및 관리를 해야 한다.

 

사용자 관리

PC를 한 사람만 사용하지 않는다.

하나의 PC로도 여러 사람이 사용하는 경우가 많은데 

운영체제는 한 컴퓨터를 여러 사람이 사용하는 환경도 지원해야 한다.

예를 들어 가족들이 각자의 계정을 만들어 PC를 사용한다면

이는 하나의 컴퓨터를 여러 명이 사용한다고 말할 수 있다.

 

따라서 운영체제는 각 계정을 관리할 수 있는 기능이 필요하다.

사용자 별로 프라이버시와 보안을 위해 개인 파일에 대해선 다른 사용자가 접근할 수 없도록 하고

파일이나 시스템 자원에 접근 권한을 지정할 수 있도록 지원하는 것이 사용자 관리 기능이다.

 

디바이스 드라이버

운영체제는 시스템의 자원, 하드웨어를 관리한다.

시스템에는 여러 하드웨어가 붙어있는데, 이들을 운영체제에서 인식하고

관리하게 만들어 응용 프로그램이 하드웨어를 사용할 수 있게 만들어야 한다.

 

따라서, 운영체제 안에 하드웨어를 추상화해주는 계층이 필요하다.

이 계층이 바로 디바이스 드라이버라고 불린다.

 

하드웨어의 종류가 많은 만큼, 운영체제 내부의 디바이스 드라이버도 많이 존재한다.

이러한 수많은 디바이스 드라이버들을 관리하는 기능 또한 운영체제가 맡고 있다.

 

 

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참고자료:

[운영체제(OS)] 운영체제란 무엇인가?

 

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