OS Study 02
03 November, 2020 - Computer Science - 2 min read
운영체제의 구조
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응용 프로그램, 운영체제, 하드웨어(시스템 리소스)의 관계
- 운영체제가 도서관이라면
- 응용 프로그램은 시민
- 하드웨어는 책
- 운영체제의 역할
- 시민이 도서관에 책을 요청
- 도서관은 요청받은 책을 빌려줌(응답)
- 시민이 빌린 책의 기한이 다 되면 도서관이 회수
운영체제의 역할
- 응용 프로그램이 요청하는 메모리를 허가 및 분배
- 응용 프로그램이 요청하는 CPU 시간을 제공
- 응용 프로그램이 요청하는 IO Device 사용을 허가 및 제어
사용자 인터페이스 제공
쉘(shell)
- 사용자가 운영체제 기능과 서비스를 조작할 수 있도록 인터페이스를 제공하는 프로그램
- 쉘은 터미널 환경(CLI: Command Line Interface)과, GUI(Graphical User Interface) 환경으로 구분
API(Application Programming Interface)
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운영체제가 응용 프로그램을 위해 제공하는 인터페이스
- 함수의 형태
- ex)
open()-> 파일을 오픈할 때 쓰는 함수
- 종류가 많기 때문에 보통 라이브러리(Library)로 제공
시스템 콜
- 시스템 콜 또는 시스템 호출 인터페이스
- 운영체제가 운영체제 각 기능을 사용할 수 있도록 시스템 콜이라는 명령 또는 함수를 제공
- API 내부에는 시스템 콜을 호출하는 형태로 만들어지는 경우가 대부분
- 시스템 콜을 바로 사용하기에는 번거롭기 때문에 API를 통해 접근하게 됨
- UNIX 계열 운영체제의 시스템 콜은 POSIX API를 주로 사용함(리눅스, 맥)
- 시스템 콜 역시 API로 볼 수 있으며, 운영체제의 기능을 호출하는 함수를 제공한다. 그리고, API는 시스템 콜을 랩핑(wrapping)하여 각 언어별로 운영체제의 기능을 호출할 수 있도록 함수를 제공한다.
참고:
사용자 모드와 커널 모드
CPU Protection Rings
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CPU는 권한 모드를 갖고 있음
- 사용자 모드(user mode): 응용 프로그램이 사용
- 커널 모드(kernel mode):
- 특권 명령어 실행과 원하는 작업 수행을 위한 자원 접근을 가능하게 하는 모드
- OS가 사용
- 우리가 만드는 프로그램은 사용자 영역에서 존재함
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시스템콜은 커널모드로 실행
- 커널 모드에서만 실행 가능한 기능들이 있음
- 커널 모드로 실행하려면 반드시 시스템 콜을 사용해야 함
- 시스템 콜은 운영체제에서 제공
- 권한에 따라 영역을 나눔으로써 응용 프로그램이 전체 컴퓨터 시스템에 악영향을 끼칠 가능성을 사전에 예방
code example
사용자 영역 -> 커널 영역 실행 도식도
참고: