운영체제란 무엇인가?

1. 운영체제(OS)가 없는 컴퓨터?

PC를 구매하면 기본적으로 Windows, Mac OS 같은 운영체제가 설치되어 있는 경우가 대부분이다. 그렇다면 운영체제가 없는 컴퓨터는 어떨까? 우리는 운영체제 없이는 컴퓨터를 사용할 수 없다. 운영체제가 없는 컴퓨터는 마치 야생마와 같으며, 메모리는 온갖 의미없는 값들로 가득차있게 된다.

 

2. 컴퓨터 구조 리뷰 + 부팅 (Booting) 이란?

 

[그림] 컴퓨터 아키텍처

 

우리가 아는 컴퓨터는 기본적으로 [프로세서 + 메모리 + 디스크]의 구조를 가진다. 프로세서는 연산을 처리하고 메모리에는 실행할 프로그램의 정보가 저장되며, 디스크에는 메모리에 올릴 여러가지 소프트웨어나 데이터가 저장되어있다. 우리가 컴퓨터의 전원버튼을 누르면 컴퓨터에 전류가 공급되고, 가장 먼저 프로세서는 ROM으로 접속한다. 비휘발성 메모리인 ROM은 컴퓨터가 종료되도 정보가 보존된다. 때문에 ROM에는 컴퓨터 시작을 위한 몇 가지 소프트웨어가 저장되어있다.

 

1) POST (Power On Self Test) : 

프로세서는 가장먼저 ROM에 들어있는 POST (Power On Self Test)를 실행시킨다. POST는 컴퓨터 전원을 켜면 실행되는 기기 테스트로 메모리, 디스크, 입출력장치 등이 바르게 동작하는지를 확인하기 위해 컴퓨터 BIOS가 동작시키는 일련의 진단 시험과정이다. 

 

[그림] POST (Power On Self Test)

 

실제로 컴퓨터를 켜면 위와 같이 검정색 화면에 이런 저런 장치들을 점검하는 화면이 나온다. 저 화면이 곧 POST를 실행했을 때 보여지는 화면이다. POST가 정상적으로 수행되고나면, 프로세서는 다시 한 번 ROM에 접속하여 ROM에 저장된 "부트 로더"를 실행시킨다. 

 

[그림] 부팅 스크린

 

2) Boot Loader :

부트로더가 실행되면 프로세서는 하드디스크에 저장된 운영체제를 메모리(RAM)에 상주시킨다. 하드디스크에서 메모리로 올라오는 구조이기 때문에 이러한 과정을 Boot라고 한다. Boot는 영어로 부츠를 신다. 끌어올리다 등의 뜻으로 사용된다. 메모리에 운영체제가 로드 되고나면 ROM은 제 역할을 수행한 것으로 더 이상 사용되지 않고 이후부터는 프로세서는 RAM에 접근하여 프로그램들을 수행하게 된다. 

 

3. 운영체제(OS) 란?

 

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운영체제란? 

 

하드웨어를 잘 관리하여 성능을 높히고,

사용자에게 편의성을 제공하기 위한 프로그램

 

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운영체제에 따라 성능이 좌우되며 운영체제는 사용자에게 하드웨어를 다루기 편리하게 하는 인터페이스를 제공한다. 운영체제는 '커널(Kernel)'과 '쉘(Shall)' 영역으로 구분할 수 있는데, 커널영역 (성능향상) 은 운영체제가 하드웨어를 어떻게 관리하는지에 대한 부분이고 쉘 영역 (편의성 제공) 은 사용자에게 사용하기 쉽게 인터페이스를 제공하는 부분이다.  

 

[그림] 운영체제의 커널과 쉘

 

쉘 영역의 경우 OS에 따라 다른 인터페이스를 제공하는데, 서버 등의 목적으로 자주 사용되는 리눅스 운영체제의 경우 명령프롬포트 인터페이스를 제공(GUI를 포함하지 않는 경우)하고, 개인용 PC 목적으로 자주 사용되는 윈도우즈 운영제체의 경우 GUI로 제공된다. 

 

[그림] 리눅스와 윈도우즈의 쉘

 

그러나 우리가 공부할 영역은 쉘이 아니라 커널이다. 요즘날의 경우 쉘은 사용이 매우 간편해져서 더 이상 배울 필요가 없다. (어린아이들도 윈도우즈를 다룰줄 안다.) 때문에 우리는 커널에 대해서 공부한다. 

 

4. 운영체제(OS)는 마치 정부와 같다.

운영체제는 마치 컴퓨터 세계의 정부와도 같다. 정부는 직접 어떠한 작업을 수행하는 것은 아니지만, 여러 부서 (교육부, 경제부, 국방부 등)를 구성하고, 그 부서들로 하여금 국가의 자원을 잘 관리하여 여러 기관 혹은 기업이 그러한 자원을 잘 이용하도록 돕는다. 운영체제도 마찬가지로 어떠한 작업을 직접 실행하는 것은 아니지만, 여러 부서(프로세스 매니저, 메모리 매니저 등)를 구성하고, 다른 소프트웨어들이 하드웨어를 잘 이용하도록 하드웨어 리소스를 관리한다는 점에서 국가의 정부와 매우 비슷한 양상을 보인다.

 

5. Reference

운영체제