이렇게 iter 메소드를 통해 순차적으로 접근이 가능해진 것을 볼 수 있었다. 그리고 li_iter의 타입을 확인해보니 list_iterator라는 iterator로 변환된 것을 볼 수 있었다. 즉, list는 iterator로 변환이 가능하기에 iterable한 객체인 것이다.
li=[1,2,3]foriteminli:print(item)# 1,2,3
이렇게 for문을 돌려봄으로써도 확인할 수 있듯 for문에 list를 넣어 돌리면 순차적인 접근이 가능하다. 명시적으로 list를 iterator로 바꾸어주지 않았음에도 불구하고 말이다. 이는 for문에서 내부적으로 list를 iterator로 바꾸어 순차접근을 하고 있기 때문이다. 즉, for문을 돌려 순차접근이 가능한 객체는 모두 iterable하다고 볼 수 있다.
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경성대학교 양희재 교수님 수업 영상을 듣고 정리하였습니다.
고등운영체제
1. 다중 프로세서 시스템(Multiprocessor system)
메모리는 하나인데 cpu가 여러개인 시스템
병합 시스템(Parrallel system): cpu가 여러개, 병렬로 있다.
강결합 시스템(tightly-coupleds system): 강하게 결합, 하나의 메모리에 cpu가 여러개 강하게 결합되어있다.
3가지 장점(performance, cost, reliability)
performance: 성능향상. cpu가 여러개 있으면 더 많은 계산이 가능하겠지
const: 비용절감. 컴퓨터는 빠를 수록 좋은데 하나의 강한 cpu보다 싸지만 여러개를 cpu를 두는게 더 효율적임
reliability: 신뢰도. 하나의 cpu가 고장나더라도 다른애들은 사용가능
다중 프로세서 운영체제(multiprocessor OS): 하나의 메모리에 cpu가 여러개인 것은 multiprocessor OS이다.
2. 분산시스템(Distributed system)
여러개의 컴퓨터를 근거리 통신망(LAN)으로 연결 = cpu도 여러개, 메모리도 여러개로 이루어진 시스템
다중 컴퓨터 시스템(multi-computer system): 여러개의 컴퓨터가 하나의 LAN으로 연결 되어있음
소결합 시스템(loosely-coupled system): 메인 메모리를 공유하지 않음 (하나의 메모리, 하나의 cpu)
분산 운영체제(Distibuted OS): 각각의 컴퓨터에 들어있는 os는 서로 메시지를 주고받으며 하나의 공통의 일을 나누어서 함
다중 프로세서 시스템과 분산시스켐의 장점/목표는 아래와 같다.
성능향상: 강한 컴퓨터(성능이 좋다는건 빨리 계산한다는것)
비용절감
신뢰성(하나가 죽어도 다른일을 할 수 있음)
즉, 구현방식이 다른것이지 하고자하는 시스템을 통해 하고자하는 목표는 동일하다. 그러나 아래는 다르다.
3. 실시간 시스템(Real-time system)
계산이 시간내에 반드시 끝내야하는 시스템, 실시간 시스템이라 한다.
스마트폰에서 컴파일(하이레벨 랭귀지를 기계어로 변환하는것)을 한다고 할때,그 컴파일이 되는 시간은 반드시 몇ms안에 끝나야한다. 즉, 시간에 대한 절대적인 제한을 주는것!
시간제약: Deadline. 시간내에 반드시 끝나야하는 시스템. 그것을 지나가면 실패한 시스템이라 한다.(타이트한 시간제약)
공장 자동화(FA), 군사, 항공, 우주
실시간 운영체제(Real-time OS = RTOS): 3초내에 끝내야한다고 할때, 못 끝날것같으면 나머지 다른애들을 희생시키고(바쁘지 않은 어떤 프로그램) 그 시간을 좀 더 투자함으로써 반드시 시간내에 끝낼 수 있도록 실행
인터럽트 기반 시스템(Interrupt-Based System)
가로채기, 현재 운영체제는 전부다 인터럽트 기반 시스템이다!
컴퓨터의 전원을 키고 boot load를 통해 하드디스크에 설치되이었던 os가 램으로 올라가 상주하게 되면 우리 눈에는 모니터의 바탕화면이 보이고 마우스가 깜빡이는걸 볼 수 있을 것이다. 마우스에 아무런 이동을 주지 않는다면 os는 일단 아무것도 안하고 가만히 있다. 이는 즉, cpu가 아무것도 하고 있지 않음을 의미한다.
그런데 마우스를 움직으면 무슨일이 일어날까?
마우스에서는 전기신호가 발생해서 그 전기신호가 cpu에 보내진다.
마우스가 실질적으로 cpu에 연결되어 있는 것은 아님.
논리적으로 이 마우스가 인터럽트 선을 통해 전기신호를 보낸다.
cpu는 메모리 안에 os로 점프를 하게 된다.
인터럽트라고 하는것은 지금 하는일을 중지하고 점프를 하는 것
os 안의 어떤일을 하라는 명령을 확인한다.
(Interrupt service routine: 인터럽트가 일어나면 이런 서비스를 해주는 코드)
즉, 우리가 바탕화면이 나타나 마우스를 움직이는 그 자체가 인터럽트가 발생한것이고 그 인터럽트 신호가 cpu에 보내지게 되면 cpu는 지금 하던일을 중지하고 os로 넘어가 os안에 들어가있는 마우스 Interrupt service routine으로 점프한다.
어떤 코드가 들어있을까?
마우스가 움직이는대로 모니터의 커서를 옮기는 루틴이 들어있다.
Hardware Interrupt
마우스커서를 hwp로 움직여 더블클릭을 해본다.
더블클릭을 하면 인터럽트에 걸릴것이고 cpu는 os에 들어가 해당하는 코드가 무엇인지를 확인한다.
더블클릭에 해당하는 서비스 루틴을 확인(더블클릭의 x,y좌표에 해당하는 곳이 hwp구나 라는것을 확인)
마우스 인터럽트 서비스 루틴이 하드디스크를 뒤져서 하드디스크 안의 hwp를 뒤져서 확인한뒤 메인메모리로 가지고 온다.
메인메모리에 hwp프로그램이 올라가고 모니터에는 아래 한글 초기화면이 나타나게 된다.
키보드의 경우도 마찬가지다. 키보드의 어떤 키라도 누르면 전기신호가 가서 cpu는 하던일을 멈추고 os안의 키보드의 인터럽트 서비스 루틴으로 점프하게 된다. 즉, os는 하나의 프로그램이고 그 안에는 여러가지 코드가 있는데 그 코드는 인터럽트가 걸려오면 작동을 한다. 이렇게 해당 동작이 멈추게 되면 cpu는 다시 대기하고 있는다.
Software Interrupt > swi
hwp 프로그램이 메인메모리로 올라오면 해당 프로그램은 실행이 된다.
hwp 실행되다가 하드디스크의 어떤 내용을 읽어오고 싶은 경우,
하드디스크를 읽어오는 루틴(프로그램)은 os안에 들어있음 - hwp가 직접 들고오지않음 (이 또한 ISR임)
hwp가 하드디스크의 내용을 읽어오고 싶다면, swi가 os에 점프
os안에 있던 코드가 하드디스크에 가서 하드디스크 안에 있던 파일을 읽어와 메인 메모리에 가져온다.
다 읽고나면 다시 원래의 hwp 프로그램으로 돌아온다.
os안에는 많은 코드들이 들어있으며, os 안의 코드는 인터럽트를 통해서 실행이 된다.
Internal Interrupt
컴퓨터 프로그램을 짰는데, 코드내 연산에서 값이 없는 코드가 나오게 되면 그 밑의 코드로는 진행이 안된다.
이런 경우 컴퓨터의 입장에선 cpu에서 프로그램이 실행이 안된다.(저장이 안되니까)
cpu는 내부적으로 인터럽트가 발생한것으로 인식
os안에는 divide by zero(0으로 나누면 이 코드를 실행하라)라는 코드를 실행한다.
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컴퓨터의 역사!
1. No operating System
처음 컴퓨터가 만들어진 때는 세계 2차대전 중 1940년대 말 즈음이다. 컴퓨터의 발전과 함꼐 하드웨어의 발전도 이루어졌고, 그에 따라 운영체제의 기술 또한 발전되었다. 제일 처음 발명된 컴퓨터의 크기는 너무 컸기 때문에 책상위에 올려둘 수도 없었고 아예 한 건물안에 컴퓨터 하나가 들어가있는 모습이었다.
그 건물에서 제일 큰 비중을 차지하는 것은 입력장치(카드리더)가 있는데, 이 카드리더에는 여러가지는 OCR에 적힌 내용을 읽어 처리기에 보내고 처리기에서 컴파일러 한 내용을 그대로 프린트(io)에 찍어보낸다.
이때의 컴퓨터는 일반인들은 사용 하지 못했고, 컴퓨터를 작동시키는 오퍼레이터라는 직업이 따로 있었다. 따라서 오퍼레이터(프로그래머)가 종이에 연필로 프로그램을 적어 전산실에 넘기면 전산실에서는 연필로 작성된 코드들을 OCR 카드에 구멍을 뚫어서 그 구멍을 통해 카드리더가 코드를 파악했다. 그럼 이 내용들이 처리기의 메모리에 적재되고 즉, 메모리가 프로세서에 올라가게되면 카드리더에 있던 파일은 삭제되고 이 메모리를 읽기 위한 컴파일러가 카드리더에 올라가 처리기로 옮겨지면서 처리기에는 메모리와 컴파일러가 올라가 있게 된다.
이 컴파일러는 이제 이 메모리를 번역하기 위해 기계어가 나오고 처리기는 기계어를 실행한다. 이때는 모니터가 없으니 그 결과는 프린터에 찍힌다.
그래서 처음의 컴퓨터에는 별도의 운영체제가 존재하지 않던 No operating system이었으며, 기술이 발전과 함께 컴퓨터 스스로 할 수 있는 운영체제가 만들어지기 시작했다.
2. Batch processing System
Batch: 꾸러미, 묶어서 프로세스를 처리를 한다 (일괄처리)
과거에 오퍼레이터가 했던 일련의 동작들을 이제는 메모리에 프로그램들을 넣어 컴파일 > 링크 > 로드하도록 하는, 즉 프로그램들을 메모리에 넣는 것 을 Batch processing system(일괄처리 시스템)이라고 한다.
이 메모리 안에 들어있는 작은 프로그램을 레지던트 모니터(resident monitor)라고 부른다. 메모리에 상주함으로써 일괄적인 일들을 한다고 해서 batch라는 단어를 붙였고 이를 최초의 운영체제로 본다. 그 후에 기술이 발전되어 메인 메모리 외에도 하드디스크(기억용량이 크고 속도도 빠름)도 만들어지고 그리고 이때의 메인메모리는 반도체 메모리가 아닌 진공관 메모리여서 이후 트랜지스터 등등이 생기면서 메모리가 굉장히 커지고, 프로세스 속도도 빨라지게 된다.
즉, 하드웨어 기술이 발전되며 os에도 변화 또한 굉장히 커졌다.
3. Multiprogramming System
os(운영체제)의 변화중에서도 가장 큰 변화인 멀티 프로그래밍(다중 프로그래밍)이다.
옛날에는 컴퓨터가 정말 비쌌고, 미국에도 많아야 5개가 안됐다.(우리나라에는 없었고) 그래서 사람들이 생각해보면 batch processing system도 좋았지만 단점도 존재했다.
컴퓨터를 생각해보면 기본적으로 메모리에는 os와 유저 프로그램이 들어있다.
다양한 유저 프로그램중에는 메모리에 하나만 올라갈 수 있었다.
동시에 여러 프로그램이 메모리에 올라갈 수 없었다.
우리가 프로그램을 통해 어떤 연산을 할때에는 cpu를 사용하는데, 프린트를 통해 화면에 무언가를 입/출력할 때(io)에는 cpu를 사용하지 못한다. 즉 우리는 다양한 프로그램을 사용하고(cpu를 사용하고) 입/출력(io)를 하고싶은데 이를 동시에 진행하기가 어려운 것이다.
즉 시간경과에 따라서 cpu->io->cpu->io 이렇게 도는 것을 볼 수 있다.
더 나아가 batch processing system은 유저 프로그램이 하나 있었는데 처음 프로그램을 실행할때에는 cpu가 동작하지만, io가 실행할때에는 cpu는 io가 끝날때까지는 할일이 없다. 그래서 이때 cpu가 아무일도 안하고 놀게 되는데 이를 idle이라고 한다. (idle은 아무일도 안하고 빙빙 돌고있다는 뜻)
컴퓨터는 굉장히 비싼 자원이고 cpu의 연산속도는 무척 빠르지만 io의 속도는 느리고, 그렇다는 것은 io가 진행될때에는 cpu가 계속 놀고있게 되니 이를 해결할 방법을 마련한 것이 Multiprogramming system(다중 프로그래밍)이다.
메모리에 여러개의 프로그램을 돌리자!
cpu가 idle하지 않고 다른 프로그램(다른 유저 프로그램)으로 내려가게 된다.
그래서 원래 진행하고 있던 프로그램에서 io를 진행하고 있다고 하더라도 cpu는 계속해서 다른 프로그램으로 옮겨감으로써 일을 계속 하게될 수 있게된다. cpu는 되게 비싼 자원이기 때문에 이런식을 통해 메모리의 작업/프로그램을 수행하도록 한다. 어느 순간에도 cpu가 idle하지 않도록!
이 방식을 통해 idle 타임을 대폭 줄이고 cpu의 사용률이 올려버린다. 즉, 메인 메모리에 여러개의 프로그램을 올리는 것을 다중 프로그래밍 시스템이라고 한다.(프로그램이 여러개)
멀티 프로세싱 시스템을 채택하게 되면서 이제 우리는 단순하게 메모리에 프로그램을 여러개 올리는것만으로 끝나는게 아니라, 여러개의 생각해봐야 할 이슈가 생겼다.
CPU scheduling: 메인 메모리에 프로그램이 여러개 있으면 어떤 순서대로 cpu를 사용할 것인가?
성능을 향상 시켜야 하니까, 성능이 더 좋은 방식으로!
메모리 관리: 이제는 메모리의 유저프로그램들이 많아졌으니까, 유저 프로그램들을 각각 어디에 배치하는것이 좋을까?
프로그램이 종료된다면 이 새로운 프로그램을 넣으려고 하면 비어있는 곳? 아니면 그 다음?
보호: 다른 프로그램 영역까지 침범할 수 있으니 이를 막아햐 하잖아.
4. Time Sharing System
더 나아가, 60년대 후반 70년대로 오면서 모니터, 키보드가 생겨나게 되면서 컴퓨터와 사용자간의 interactive가 가능해졌다.
옛날에는 컴퓨터 한대의 값이 너무 비싸서 한사람이 쓰지 못하고, 하나의 컴퓨터에 단말기(terminal)를 연결해 각각의 컴퓨터와 키보드가 연결해 사용했다. 근데 이때의 컴퓨터 모양은 지금과 비슷해보이지만 조금 다르게 생겼다. 지금은 본체가 있어서 그 본체에 cpu와 메모리가 있지만 과거에는 그냥 단순히 모니터와 키보드로만 이루어진 입출력 장치에 불과했다.
그래서 옛날에는 하나의 컴퓨터에 수많은 단말기를 달아서 사용했다.
컴퓨터를 여러명이 사용하려다 보니, 처음 유저프로그램1을 실행을 하면 이 사이 유저2,3은 아무것도 실행하지 못한다.(cpu가 하나이기 때문에..) 하나의 컴퓨터를 여러명이 동시에 사용하려면 위에서 이야기했던 multiprocessor system을 사용하기는 힘들다.
이를 해결하기 위해서는 프로그램이 3개라고 한다면 1분에 1/100초 마다 cpu가 스위칭을 해줘야한다.
즉, io를 만날때마다 스위칭해주는게 아니라 아주 짧은 시간동안 계속해서 움직이게 한다. 그러면 유저가 3명이고 1/100초마다 스위칭이 된다면 한 사람마다 1초에 총 33번의 cpu가 할당되는 기회를 얻는다. 이렇게 되면 cpu는 워낙 빠르니까 유저는 혼자 컴퓨터를 사용하는 것처럼 느껴지게 된다.
이를 TSS(Time Sharing System)시공유 시스템이라고 한다. 일정 시간이 지나면 강제절환(Switching)하고 대화형 시스템이 가능해진다.(명령내리고 응답받고..)
사용자가 여러명인데 다른 사용자에게 메시지를 보낼 수도 있음 (ex.카카오톡..)
하나의 컴퓨터를 여러명이 쓰다보니까 서로 데이터를 주고받는것이 가능해짐
프로세스간 통신이 가능해짐
유저 1,2,3이 거의 동시에 실행되다 보니까 누가 앞서도 뒤서야하는지 알아봐야함(동기의 개념이 대두됨)
동기란?
싱크로나이즈 > 여러명이 짝을 이뤄 움직이는것
즉, 프로그램이 여러개 동시에 있다보니 누가 순서를 앞서도 뒤서야하는지를 해결해야하고, 이를 동기라고 한다.
늘어나는 유저상황에서 적은 메모리로는 어떻게 이를 유지할 수 있을까?
새로운 기술이 나타남: 하드디스크가 보편화됨
하드디스크의 일부를 메인 메모리인양 사용
사실은 메인메모리가 아닌데, 하드디스크가 메인메모리처럼 보이게 함
그래서 cpu가 보기에는 메인메모리가 크게 보이는것 > 가상메모리처럼..
운영체제는 성능향상을 시킨다고 했는데 바로 위에 저런 기능들을 통해서 성능향상을 시킬 수 있게 된것이다.
그래서 결론적으로 지금 우리가 사용하는 대부분의 운영체제는 TSS이다! 그 이후로는 os의 특별한 발전은 없었는데, 왜냐하면 거의 완성이 되었기 때문이다.
단일 cpu를 사용한 가장 최신의 운영체제가 되었고 unix, linux도 마찬가지고 mac, 윈도우 모든 TSS를 사용하고 있다.
os 기술의 천이
가장 강력한 컴퓨터는 무엇인가?
supercomputer: 가장 최강의 컴퓨터, 메모리용량도 크고 cpu도 빠르고 보조기억장치도 엄청나다.
mainframe: 한 컴퓨터에 수백대의 단말기를 달아 사용(수백명의 사람들이 동시에 사용하는 것)
minicomputer: 단말기가 수십대
micro: 작으면 한명정도..
이건 옛날 구별이고 이제는
supercomputer
server
work station
PC
handheld: 손에 들고다니는 컴퓨터 / 노트북, 태플릿, 스마트폰..
embedded: 어디에 파묻혀있다. 즉, 내장되어져있다.
컴퓨터가 어디에 포함되어있다. 자동차안의 컴퓨터(엔진제어..), 전기밥솥 안의 cpu, 냉장고, 세탁기..
우리 눈에는 안보이지만, 세탁기도 지능화되어야하니까 컴퓨터가 들어잇다.
이 모든 컴퓨터에는 모두 운영체제가 들어가 있다. 운영체제가 없으면 우리가 그것을 사용할 수가 없다. 그래서 아무리 간단해 보이는 컴퓨터라고 하더라도 모두 운영체제가 들어있다.
개인공부 후 자료를 남기기 위한 목적임으로 내용 상에 오류가 있을 수 있습니다.
경성대학교 양희재 교수님 수업 영상을 듣고 정리하였습니다.
Operating System 운영체제
컴퓨터를 제어하고 관리해주는 프로그램.
os: windowXP, linux, macOSX…
만약 이러한 os가 없는 컴퓨터는 어떤 상태일까?
일반적으로 컴퓨터는 processor(처리기)와 memory(메인 메모리)로 구성이 되어있다.
어떤 프로그램을 실행하기 전에 메모리에 명령들을 기록해놓는다.
(이때 명령들을 instuction이라고하고, 이 instuction의 집합을 프로그램이라고 한다.)
이 프로그램들을 미리 메모리에 내장해두고 실행하기에 이런 구조의 컴퓨터를 프로그램 내장형 컴퓨터 라고 한다.(Stored program concept)
그런데 이러한 메모리에 아무런 운영체제가 깔려있지 않는다면?
컴퓨터의 메모리에는 자기 멋대로의 임의의 값들이 들어있다.
그래서 명령을 들고와서 실행을 하려해도 멋대로 명령이 들어오기에 할수 있는 일이 없다.
컴퓨터라고 하는 것은 전원을 키면 어떤 일이 일어나는가?
휘발성 메모리: 전기를 끄면 그 내용이 다 사라짐 (램과 같음)
운영체제가 없는 상태에서 전원을 껐다 키면 자기멋대로의 값이 있기 때문에 실행이 들어와도 자기 멋대로의 명령이 실행됨
운영체제 없는 컴퓨터는 야생마 같다.
즉, 우리가 사용을 못한다.
운영체제가 하는일?!
프로그램을 실행하기 위해 하드디스크 안에 들어있는 실행파일들을 메모리에 올려준다.
하나의 프로세서(cpu)만으로도 여러개의 프로그램을 실행할 수 있도록 한다.(메모리에 동시에 올라가 실행할 수 있도록)
컴퓨터의 파일을 프린트에 인쇄할 수 있도록 해준다.
문서를 편집하고 하드디스크에 저장하는 것또한 가능하게 해준다. 등등등
운영체제가 있기 때문에 이 컴퓨터를 온전히 쓸수 있는것이고, 그게 없으면 그 컴퓨터는 그냥 폭주하는 컴퓨터, 제어가 불가능한 컴퓨터가 되는것.
즉, 컴퓨터의 하드웨어(프로세서, 프린트, 메모리, 하드디스크, 키보드, 마우스, 모니터, 네트워크, 스피커, 마이크 등)를 잘 관리해서
Performance: 성능 향상(좋은 os를 설치하면 내 컴퓨터의 성능도 좋아진다.)
Convenience: 사용자 편의 제공 (os가 있기에 우리가 원하는대로 사용이 가능한 것)
즉, 운영체제는 컴퓨터를 제어하고 관리해주는 프로그램 (Control progran for computer) 이다.
부팅(Booting)
막간, 컴퓨터 구조 지식)
컴퓨터 구조에 따르면 컴퓨터라는 것은 프로세서와 메인 메모리로 구성되어있다.
그 외에도 보통의 컴퓨터에는 하드디스크라는 보조기억장치를 가지고 있다.
메인메모리는 램과 롬으로 구성되어 있다.
램(RAM): 메모리의 대부분을 차지하고 있는것 (우리 컴퓨터 메모리가 4GB라고 한다면 그것은 램을 의미하는 것) MB, GB -> 10의 9승
롬(ROM): 극히 일부분이고 사이즈가 별로 없어도 되는데 KB 정도임 -> 10의 3승
우리가 전원을 껏다키면 램의 내용은 휘발성메모리이기에 다 날아가 버린다. 그렇기 때문에 전원을 껏다키면 메모리 안의 내용은 유지되지 않고 다 날아가버린다. 그런데 이 전원에 관계없이 계속해서 남아있는게 있는데 그게 하드디스크와 롬이다. 이 하드디스크와 메인메모리의 롬은 전원과 관계 없이 내용이 그대로 남아있다.
우리가 잘 아는 롬은 휴대폰 안에 들어있는 플래쉬메모리 또한 전원과 관계없이 내용이 남아있다.
컴퓨터의 전원을 키는 순간 컴퓨터에서 일어나는 현상들
파워을 처음에 딱 껏다가 키면 프로세서는 롬 부분의 코드를 읽어온다. 즉, 롬 안의 instuction을 읽어와서 실행한다.
이 프로그램에 제일 먼저 있는 내용은 POST(Power on self-test) 프로그램이다.
전기를 키면은 컴퓨터가 모든 환경설정이 제대로 되어있는가를 확인
키보드 연결되어잇는가, 메인 메모리는 얼마나? 프린트는? 이런것들을 테스트 > 셀프테스트
POST가 먼저 실행되고 내 컴퓨터 안에는 메모리가 얼마고, 하드디스크 용량은 얼마고를 확인하고
그 다음으로는 boot load라는 것이 실행된다.
이 부트로드를 통해서 하드디스크 안에 들어있던 os를 메인메모리로 가져오게 된다.
Boot Load
위에서 먼저 언급했던 것처럼 처음 전기를 키면 롬에 있는 코드가 실행되어 POST가 실행되고 boot load가 실행된다.
일반적으로 운영체제는 하드디스크 안에 설치가 된다.
하드디스크 안의 운영체제가 있고 boot load는 하드디스크를 뒤져서 운영체제를 메인메모리로 가져오는 역할을 한다.
부트로드라고 하는 작은프로그램이 하는 일은 하드디스크의 몇번째 어디에 운영체제가 있다는것을 알아서 메인메모리의 램 영역으로 가져오는 역할을 한다. 그래서 하드디스크에 있던 운영체제가 메인메모리로 올라오게 된다. 이렇게 하드디스크에 있던 운영체제가 메인메모리로 올라오는것을 부팅(booting)이라고 한다. 메인메모리로 운영체제를 들고오게되면 이제 더이상 롬의 프로그램은 실행될 것이 없다. 이렇게 롬의 역할은 끝나게 되는것이고 롬은 파워를 키는 그 순간에만 필요하고 그 이후에는 필요하지가 않다.
일단 운영체제가 메인메모리로 올라오게 되면, 우리가 친숙한 모니터에 익숙한 바탕화면이 나타나게 된다. 그러면 컴퓨터 모니터에는 바탕화면의 아이콘들이 모여잇는 초기화면이 나타나고 이떄, 바탕화면이 나타난다는 것은 운영체제가 메모리에 상주(residence)해서 이제 무슨 명령이든 받을 준비가 다 되어있으며 일을 시켜도 된다는 것을 의미한다. = 준비되어 제어가 된 상태 (사용자가 마음대로 제어할 수 있는 단계가 된 것.)
즉, 모든 제어를 운영체제가 해주기때문에 누구든 쉽게 사용이 가능하게 된다.
그리고 운영체제는 컴퓨터의 성능도 높여주는데, 이 운영체제가 사라지는 순간은 컴퓨터의 전기를 끄는순간 메모리에서 사라진다. 다른 일반 사용자 프로그램들은 메모리에 올라왔다가 사라지기를 반복한다. 만약 운영체제가 돌아가고 있는 상황에서 우리가 hwp를 사용한다고 하면 그게 메인메모리에 올라오게되고 해당 프로그램을 편집하고 종료하면 hwp 프로그램은 메모리에서 사라진다. 이렇게 다양한 프로그램들은 메모리에 올라왔다가 사라지고 그렇게 돌아가기를 반복한다.
그러나 os는 항상 그 자리에 잇음 = 메모리의 레지던트(상주한다)
즉, 운영체제는 컴퓨터가 꺼질때까지 메인 메모리에 상주한다.
따라서 운영체제라는 것은 결국…
컴퓨터를 관리하는 프로그램 (사용자가 원하는 대로 제어 가능하도록 만들어주는 것)
무엇을 관리? 여러 하드웨어 장치들을 관리
그런 운영체제는 크게 두가지로 나뉜다 - Kernel과 Shell(Command Interpreter)
컴퓨터 제일 내부에는 하드웨어가 있고 하드웨어를 제어하고 관리해주는 os가 하드웨어를 둘러싸고 있다.
커널(Kernel): 핵심&핵, 하드웨어를 제어하고 관리하는 os의 부분, os에서 가장 중요한 부분
메모리, 디스트, cpu등을 실질적으로 관리하는 프로그램
명령해석기(command interpreter, shell): os의 껍질
사용자가 어떤 명령을 내리면 그 명령을 해석해 결과를 화면에 보여주는 역할
컴퓨터에 윈도우를 깔면 여러개의 아이콘들이 모여있는데 이 아이콘들을 실행하려면 마우스를 들고가서 더블클릭을 해야한다. 이렇게 우리가 마우스를 들고가서 프로그램을 실행하려고 하는 행위, 내가 어떤 프로그램을 실행하기 위한 명령을 내릴 수 있도록 만들어 준것을 os의 command interpreter라고 한다. 일반적으로 윈도우는 그래픽 환경에서 명령을 내리고 리눅스는 텍스트를 기반으로 명령을 내리린다. 그래서 우리가 쉘에 명령을 내리면 그 쉘이 하드디스크를 뒤져서 해당 명령에 대한 결과를 보여준다.
리눅스 명령어 약간의 팁!
- ls(list): 현재 디렉토리에 존재하는 파일의 이름을 알고 싶을때
- who: 리눅스는 서버운영체제이기 때문에 한번에 여러명이 사용한다 ,누가 이 컴퓨터를 사용하는지 알아볼때
- df(disk free): 이컴퓨터의 하드디스크 용량은 얼마고 얼마를 사용햇는지 확인
즉, shell과 interpreter는 os의 바깥부분에 위치해서 사용자로부터 명령을 받고, 그 명령을 인터프리터를 통해 해석/번역하여 해당 명령을 실행하는 것을 의미한다.
그래서 커널은 실질적으로 우리 눈에는 보이지 않고 (관리하는 애니까) 우리는 주로 껍질을 보게 된다. 즉, 우리가 일반적으로 윈도우를 잘 안다고 하는것은 그 윈도우를 사용하는 법을 잘 안다는 것이고 그 사용법을 잘 안다는 의미는 이 껍질을 잘 안다는 뜻이다.
우리가 공부하는 운영체제는 껍질이 아닌 커널!
운영체제의 위치
컴퓨터는 하드웨어 > 운영체제(커널+쉘) > 애플리케이션 이렇게 구성되어있다.
이때 애플리케이션은 응용 프로그램으로(App, application)을 의미하고 이 앱들은 os위에서 실행되며 따라서 만약 os가 달라지면 이 프로그램(앱)들은 사용이 불가능하다. 하드웨어가 같음에도 불구하고 사용이 불가능한 이유는 os가 다르기 때문이다. 애플리케이션은 하드웨어 위에서 도는게 아니라 os 위에서 돌고있기에 한 프로그램을 돌게 하기 위해서는 반드시 os가 반드시 필요하다.
즉, 컴퓨터의 제일 밑에는 하드웨어가 있고, 이런 하드웨어들이 컴퓨터의 하드웨어를 이루고 있고 이 하드웨어들을 제어/통제해주는 프로그램이 운영체제이다. 운영체제 위에는 어플리케이션 프로그램이 있고 프로그램들은 하드웨어 자원을 사용하고 있지만, 하드웨어 자원을 직접적으로 사용하는게 아니라 os가 중간에 관리해주는대로 하드웨어 자원을 사용하고 있다.
하드웨어 예: cpu, 메모리, 프린터, 모니터, 키보드, 마우스, 램카드, 스피커, 마이크 등등
어플리케이션(프로그램) 예: ms word, hwp, 게임, 데이터베이스, 인터넷 익스플로어, mp3, 비디오 플레이어 등등
운영체제 vs 정부
운영체제는 정부와 비슷하다. 즉, os도 여러가지 부서가 있다.
process management: cpu 즉 프로세를 관리
memory management: 메인 메모리를 관리
io management: 입출력
file management: 하드 디스크의 파일들 관리
network management: 네트워크 관리
security/protection management: 컴퓨터의 보안을 관리
하드웨어를 자원이라고 하고 이 자원들을 관리하는 것이 os! os의 다른 이름은 resource manage라고 한다.
하드웨어 자원을 애플리케이션에 할당해주는 것을 os가 하는 일이다.
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