[운영체제] 운영체제 구조와 종류

1. 커널(Kernel)

• 운영체제의 핵심(core)
• 프로세스 관리, 메모리 관리, 저장장치 관리와 같은 운영체제의 필수 기능을 모아 놓은 것이다.

 

2. 인터페이스

• 커널에 사용자의 명령을 전달하고 실행 결과를 사용자에게 알려주는 역할
• GUI (Graphical User Interface) : 그래픽을 기반한 사용자 인터페이스
• GLI (Command Line Interface) : 텍스트 기반의 사용자 인터페이스

운영체제 구성

 

3. 시스템 호출

• 커널이 제공하는 시스템 자원의 사용과 연관된 함수
• 커널이 제공하는 인터페이스
• System Call
• 컴퓨터의 자원을 이용하기 위해 사용자 인터페이스 또는 응용프로그램이 커널에게 접근하기 위한 유일한 수단이다.
• 컴퓨터 자원의 효율적인 보호를 해준다.

 

4. 시스템 호출을 통한 접근

• 커널이 제공하는 wirte( ) 함수를 사용하여 데이터를 저장해달라고 요청
• 커널이 데이터를 가져오거나 저장하는 것을 전적으로 책임지기 때문에 컴퓨터 자원 관리가 수월하다.

 

5. 디바이스 드라이버

• 커널과 하드웨어의 인터페이스 역할을 수행
• 마우스 같은 표준화된 간단한 제품은 커널이 기본 드라이버로 가지고 운영한다.
• 그래픽카드와 같이 복잡하고 제품에 따라 기능이 서로 다른 특징을 갖는 경우 제작사가 별도로 드라이버를 제공한다.

 

6. 커널의 핵심 기능

6.3 프로세스 관리

• 프로세스에 CPU를 배분
• 제반 환결을 제공

 

6.2 메모리 관리

• 작업 공간을 배치
• 가상의 공간을 제공

 

6.3 파일 시스템 관리

•   테이터 저장을 위한 인터페이스를 제공

 

6.4 입출력 관리

•   필요한 입력과 출력 서비스를 제공

 

6.5 프로세스간 통신(IPC)관리

•   공동 작업을 위한 각 프로세스간 통신 환경을 제공

 

6.6 네트워크 관리

 

이미지 출처 : 위키백과

7. 단일형 구조 커널

• Monolithic Architecture
• 초장기의 운영체제 구조
• 커널의 핵심 기능을 구현하는 모듈들이 구분 없이 하나로 구성

 

7.1 장점

• 모듈 간의 통신 비용이 줄어들어 효율적인 운영이 가능하다.

 

7.2 단점

• 복잡한 구조로 인해 버그나 오류 수정이 어렵다.
• 운영체제의 여러 기능이 상호 의존성이 있으므로 기능상의 작은 결함이 시스템 전반에 미친다.
• 다양한 환경의 시스템에 적용하기 어렵다. -> 호환성 부족

 

8. 계층형 구조 커널

• 유사 기능을 가진 모듈을 하나의 계층으로 구현한 것이다.
• 계층 간의 통신을 통해 운영체제 서비스를 지원한다.

 

9. 마이크로 구조 커널

• 가장 기본적인 기능만 제공한다. ex) 프로세스 관리, 메모리 관리, 프로세스 간 통신 관리 등
• 커널의 각 모듈을 세분화
• 모듈 간의 정보 교환은 마치 프로세스 간 통신처럼 이루어진다.