해당 내용은 쉽게 배우는 운영체제을 기반으로 작성되었습니다.
1-1장 운영체제 - 운영체제란? 컴퓨터구조? (1/2)
1-1 생활 속 운영체제, 1-2 운영체제의 정의
운영체제(OS :Operating System)
- 컴퓨터(하드웨어) 전체를 관리/운영한는 모든 소프트웨어 위에 존재하는 최고의 소프트웨어
- 컴퓨터를 관리하기 위한 기본 규칙과 절차를 규정하여 컴퓨터 내의 모든 하드웨어와 응용 프로그램을 관리
- 응용프로그램의 잘못된 동작으로 컴퓨터가 망가지는 것을 막기 위해 컴퓨터 전체를 관리하고 운영하는 소프트웨어임
- 사용자가 자원에 직접 접근하는 것을 막음으로써 컴퓨터 자원을 보호함
- 대신 사용자가 자원을 이용 할 수 있는 다양한 인터페이스(interface)를 제공함
- 하드웨어의 도움 없이는 작동하기 어려우므로 소프트웨어와 하드웨어의 특성을 모두 갖춘 형태로 운영됨 ( = 펌웨어)
운영체제 종류
- 컴퓨터 운영체제 : 윈도우, Mac OS, 리눅스 등
- 휴대폰 운영체제 : 안드로이드, iOS
- 워치 운영체제 : 애플 와치 (watchOS), 삼성 갤럭시 워치 (wearOS)
컴퓨터는 왜 컴퓨터인가?
- 프로그래밍이 가능한 기계
- 일반 기계는 성능을 높이거나 기능을 추가하려면, 새로 제작해야했다. 하지만 컴퓨터는 프로그램을 변경하면 된다.
- 컴퓨터에는 다양한 프로그램이 설치되어 있는데 이 프로그램들을 컴퓨터 자원이 공유한다.
- 컴퓨터 자원 : 키보드, CPU, 메모리, 모니터, 마우스, 하드디스크 등등
범용 컴퓨터와 임베디드 시스템 차이
- 범용 컴퓨터 : 웹 서핑, 문서 작성, 영화 감삭, 게임과 같은 다양한 작업에 사용
- 임베디드 시스템 : 스마트 시계, 스마트 TV, 스마트 자동차 등에 탐재된 컴퓨터
임베디드 시스템
- 명칭 : 임베디드 시스템 = 임베디드 컴퓨터
- CPU 성능이 낮고, 메모리 크기가 작다.
- 디스플레이 크기가 작아 특정 작업만 수행 가능
- 임베디드 시스템에 사용되는 운영체제를 임베디드 운영체제라 한다.
- ex) 애플 와치 (watchOS), 삼성 갤럭시 워치 (wearOS)
IT와 정보통신 기술?
- 컴퓨터는 데이터를 처리, 결과 출력, 저장하는 작업을 통해 이루어진다.
- 정보(Information): 컴퓨터가 데이터를 처리한 자료
- IT(Information Technology) : 데이터를 가공하여 가치있는 자료로 만드는 모든 기술
- 정보통신기술 : IT + 통신기술
하드웨어와 소프트웨어
- 요리과정에 비유했을 때
하드웨어(냄비, 프라이팬, 가스레인지와 같은 "조리 기구")
소프트웨어(재료 손질, 조리 방법, 조리 절차가 담긴 "레시피")
소프트웨어(S/W : software)
- 하드웨어를 제어하여 작업을 수행시키는 명령의 모음, 즉 프로그램(program)이다.
- 하드웨어에 명령을 내려 필요한 작업을 수행해서 데이터를 정보로 바꾼다.
- 소프트웨어는 정해진 절차에 따라 하드웨어를 허용하여 데이터를 처리한다.
소프트웨어 종류
- 응용 프로그램(application program) : 문서 작성을 위한 아래아 한글이나, MS 워드, 동영상을 보여주는 곰플레이어나 팟플레이처럼 특정 작업을 위해 사용하는 프로그램
- 시스템 소프트웨어(system software) : 컴퓨터 하드웨어와 응용 프로그램을 관리하기 위한 소프트웨어. 대표적으로 운영체제와 유틸리티가 있다.
유틸리티(Utility)
- 운영체제의 기능이 많아지고 구조가 복잡해짐에 따라 바이러스 검사, 디스크 조각 모음, 압축 프로그램과 같이 운영체제의 작업을 보조하는 소프트웨어를 유틸리티라고 한다.
운영체제와 응용 프로그램
- 전자기기 전원 키면 -> OS 실행 -> 하드웨어 장악 -> 다른 응용 프로그램 실행
- 운영체제 허락 -> 응용 프로그램은 하드웨어를 사용할 수 있게 됨
- ex) 커피숍에 가서 직원에게 커피 주문을 한다.
손님이 직원에게 커피를 부탁한다. (= 사용자가 운영체제를 실행한다.)
직원은 커피 자원을 사용하여 커피를 만든다. (= 운영체제가 컴퓨터 자원으로 프로그램을 실행시킨다.)
커피 자원은 직원만 접근할 수 있기 때문에 안전하게 관리된다.
- 운영체제는 바리스타처럼 사용자가 직접 접근하는 것을 막음으로써 컴퓨터 자원을 보호하고 관리한다.
- 운영체제는 응용 프로그램과 사용자에게서 모든 컴퓨터 자원을 숨긴다. (악용 방지를 위해)
인터페이스
- 컴퓨터 자원을 숨기는 대신 자원을 이용할 수 있는 여러 가지 방법(= 인터페이스)을 제공함.
- 사용자가 저장하려는 데이터를 운영체제에 주면 운영체제는 하드디스크의 적당한 장소에 데이터를 저장하고 알려줌.
- 마치 커피를 주문하고 받는 번호표 처럼
- 번호표(주소)를 이용하여 데이터를 꺼내거나 수정하거나 지울 수 있다.
- 사용자가 컴퓨터를 사용할 수 있도록 해주고 그 결과를 알려주는 장치가 바로 인터페이스이다.
결론
- OS는 컴퓨터 자원을 효율적으로 관리하는 소프트웨어
- OS는 사용자에게 인터페이스를 제공하고 응용 프로그램에 컴퓨터 자원을 골구로 배분하여 작업할 수 있는 환경 제공
- 악의적인 응용 프로그램으로부터 컴퓨터 보호
- 응용 프로그램이 특정 목적을 위해 존재한다면, 운영체제는 컴퓨터에 있는 하드웨어(자원)을 조정하고 관리하기 위해 존재함.
- OS는 하드웨어의 도움 없이는 작동 어려우므로 소프트웨어와 하드웨어의 특성을 모두 갖춘 형태로 운영되는 것을 '펌웨어'라 한다.
1-3. 컴퓨터 구조와 운영체제
출처 : 쉽게 배우는 운영체제
OS는 커널(kernel)과 인터페이스(interface)로 나뉨
커널(kernel)
- 운영체제의 핵심 기능만 모아둔 것
- 모든 컴퓨터 자원 관리
- 사용자/응용 프로그램은 커널을 통해서만 컴퓨터 자원에 접근가능 (절대 직접 접근 불가)
자동차와 컴퓨터의 인터페이스
- 자동차에 비유했을 때
커널(엔진)
인터페이스(핸들, 브레이크, 계기판)
인터페이스(핸들)로 자동차를 조작해 커널(엔진)에 명령을 내리면 그 결과를 인터페이스(계기판)으로 알려준다.
- 동일하게, 인터페이스(키보드)로 컴퓨터에 명령을 내리면 인터페이스(모니터)를 통해 결과 확인 가능)
응용 프로그램
- 하드디스크에서 파일을 읽고, 쓰며 모니터에 다양한 그림을 나타내며, 네트워크 카드를 통해 통신한다.
- 응용프로그램이 컴퓨터 자원을 사용하는 경우 운영체제가 제공하는 함수 형태의 인터페이스를 이용해야 함.
OS가 제공하는 사용자 인터페이스 (UI) 종류
- 사용자 인터페이스 (UI : user interface) : cmd 명령어 입력으로 디렉토리(폴더)를 만들기, 파일 복사 등의 작업
- 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI : graphical user interface) : 그래픽 요소로 디렉토리(폴더)를 만들기, 파일 복사 등의 작업
- 터치 사용자 인터페이스(TUI : touch(screen) user interface) : GUI를 통해 마우스나 손가락 터치만으로도 작업 가능한 인터페이스. 스마트폰 환경으로 넘어오면서 키보드와 마우스를 대체하는 인터페이스. 손가락 터치만으로 회전, 확대, 축소와 같은 다양한 명령을 컴퓨터에 전달.
- 음성 사용자 인터페이스 (VUI : voice user interface) : 애플의 시리, 삼성의 빅스비와 같은 음성 인터페이스. 언어로 컴퓨터에게 명령.
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