[OS] 1. 운영체제 소개(2)

 

 

운영체제 설치 환경

고 성능 환경의 운영체제

• 특별한 설계 요구 및 하드웨어 지원 필요
• 대용량 메모리
• 특수목적 하드웨어
• 많은 수의 프로세스
• 슈퍼컴퓨터 운영체제(Linux기반이 53%, 2021)

 

임베디드 시스템(embedded system, 내장형 시스템)

• 제한된 특정 기능을 수행하는 작은 규모의 시스템
• 제한된 컴퓨팅 자원 보유[1]
• Embedded Linux
  • Android
  • Tizen
• iOS
• Windows Mobile
• RTOS

 

가상기계(virtual mahine, VM)

• 컴퓨터의 소프트웨어적 추상화(abstraction) 제공
• 임의의 OS 상에서 특정 하드웨어가 있는 것처럼 환경을 제공하여, OS 설치 지원
  • VMWare, Virtual Box, Parallels (macOS)
• 임의의 운영체제 상에서, 특정 소프트웨어 실행 환경 제공
  • JVM(Java Virtual Machine), NET framework
• 단일 컴퓨터에서 여러 개 운영체제의 동시 실행 환경 제공
• 에뮬레이션(emulation)
  • 실제 없는 하드웨어 기능을 있는 것처럼 하는 것
• 이식성(portability) 개선[2]
• JVM
  • JRE(Java Runtime Environment)
  • bytecode: 구조 중립의 중간코드
• Microsoft .NET Framework
  • CLR(Common Language Environment): .NET 가상기계
  • MS-IL(Microsoft Intermediate Language): 중간코드 기술 언어

 

Windows Subsystems for Linux(WSL)

• MS에서 개발한 윈도우 상에서 Linux 호환 커널을 제공하는 부분
• Ubuntu Linux의 명령어 대부분 지원
• Windows 10/11에서 지원
• WSL1->WSL2

 

운영체제 핵심 요소

커널(kernel)

• 운영체제의 핵심 구성요소를 포함하는 부분
• 프로세서 스케줄러(processor scheduler)
• 메모리 관리기(Memory manager)
• 입출력 관리기(I/O manager)
• 프로세스간 통신 관리기(Interprocess communication(IPC) manager)
• 파일 시스템 관리기(file system manager)

 

 

리눅스 커널 구조(www.makeLinux.net/kernel/diagram)

 

시스템 콜(system call)

• 응용 프로그램이 커널에서 제공하는 서비스를 사용할 수 있도록, 커널에서 제공하는 인터페이스(API)

 

운영체제 구조

-단일구조(monolithic architecture)

• 커널에 모든 구성요소 포함
• 일반적으로 매우 효율적
• 코드가 함께 되어있어 미묘한 오류 원인 식별 어려움
• => 유지보수의 어려움
• 뭉뚱그리는 초창기 형태

 

-계층적 구조(layered architecture)

• 유사한 기능을 하는 것을 층(layer)로 그룹화
• 각 층은 인접 층과만 통신
• 프로그램의 요청이 인접하지 않은 층으로 전달될 때는 여러 층 경유
• =>처리시간 관점에서 단일구조에 비해 비효율성

-마이크로 커널 구조(microkernel architecture)

• 커널에 반드시 필요한 최소한의 기능만 구현
• 그 외의 커널 기능은 사용자 공간에서 구현
  • Mach OS(Mac OS X, GNU GURD의 커널 기반)
  • VxWorks, Windows NT

 

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[1] 이 때문에 임베디드 시스템에서 재귀적인 방식은 사용이 제한된다.

[2] 간단히 말해서 이쪽의 환경에서 사용하던 것을 다른 환경으로 '이식'하더라도 가능하게 만드는 특성이다.