[운영체제] 운영체제란 무엇일까?

운영체제는 쉽게 말하면 컴퓨터를 관리하는 소프트웨어라고 볼 수 있다.

어플리케이션들에게 적절히 연산을 분배하고 각자의 권한을 부여하고 관리하는 역할이다.

 

위 그림에서 운영체제란 어디일까?

CPU, 메모리, 디바이스를 통합 관리하면서 연산 자원을 어플리케이션에게 분배하는 자리에 커널이 있다. 커널은 보안, 자원관리, 디바이스 인터페이스 추상화와 같은 역할을 하는 운영체제의 가장 핵심적인 구성요소이다.

 

그렇지만 커널 = 운영체제는 아니다.

 

운영체제의 내부는 알맹이인 커널(kernel) 과 껍데기인 셸(shell)로 이루어져 있다.

커널은 운영체제를 구성하는 요소 중 하나로 볼 수 있다.

 

셸은 다시 2가지로 나누어 볼 수 있다. 그래픽 기반의 GUI(Graphic User Interface) 셸과, 텍스트 기반의 CLI(Command Line Interface) 셸이다.

 

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프로그램은 컴퓨터가 수행할 작업을 적어놓은 것이다.

컴퓨터가 프로그램을 수행할 때, 운영체제는 프로세스(process) 단위로 관리한다.

운영체제는 메모리와 CPU 연산 등의 자원을 프로세스 단위로 분배한다.

 

- 메모리 관리 : 운영체제는 컴퓨터의 메모리를 전부 활용하도록 허락해주지 않는다. 가상 메모리(virtual memory)로 일부만 떼어서 활용할 수 있도록 해줌으로써, 다른 프로세서의 메모리나 운영체제 자체가 사용하고 있는 커널 메모리에 접근하지 못하게 한다. 이를 프로세스 격리(process isolation)라고 부르며, 프로세스들의 소통을 위해서는 프로세스 간 통신 기법(Inter-Process Communication, IPC)을 활용해야 한다.

 

- CPU 자원 관리 : 프로세스에게 메모리는 주소가 제공되지만, CPU의 경우 코어 단위로 제공된다.  프로세스는 스레드(thread) 단위로 코어를 사용할 수 있는데, 기본적으로 하나의 스레드를 제공한다. 그러나 개발자는 프로그램이 더 많은 스레드를 활용하도록 다중 CPU의 이점을 활용할 수 있다.

 

프로세스는 운영체제가 메모리를 할당하는 작업단위라면, 스레드는 프로세스가 할당받은 메모리를 활용하는 실행단위이다.

하나의 프로그램 안에서 여러개의 프로세스를 활용하는 것을 멀티프로세싱(Multiprocessing), 하나의 프로세스 안에서 여러개의 스레드를 활용하는 것을 멀티스레딩(Multithreading)이라고 한다.

 

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새로 알게된 점:

리눅스가 그 자체로 운영체제가 아니라, 운영체제를 위한 커널이라는 것이다.

우리가 흔히 리눅스 운영체제라 부르는 것들은 사실 이 리눅스를 커널로써 사용하는 운영체제들을 가리킨다.

리눅스 커널을 사용하는 운영체제는 우분투나 Android, ChromeOS 말고도 Debian, CentOS, Red Hat Enterprise Linux 등 다양한 종류가 있다!