[운영체제] 운영체제가 뭔가요?

Q) 운영체제가 뭔가요?
A) 컴퓨터의 하드웨어 바로 윗단에 설치되어 사용자를 하드웨어, 소프트웨어와 연결시켜주는 역할을 합니다.


Q) 운영체제는 왜 필요한거죠?
A) 제한된 자원, 이를테면 CPU, 메모리, 입출력장치, 디스크 등을 최대한 효율적으로 관리하기 위해서 필요합니다.


Q) 운영체제의 하드웨어는 어떻게 구성되어 있을까요?
A) 운영체제의 하드웨어는 크게 CPU, 메모리, 디스크, 입출력 장치로 구성되어 있습니다.


Q) 각각의 역할은 무엇인가요?
A) CPU는 중앙 처리 장치로서, 프로그램의 연산 및 처리를 담당하는 핵심적인 역할을 합니다. 운영체제는 이 CPU를 각 프로세스에게 어떤 순서로, 얼만큼 할당할 건지 스케줄링을 합니다. 이러한 스케줄링을 통해 CPU의 낭비 시간을 최대한 줄이는 것이 운영체제의 목적입니다.
메모리는 CPU 처리를 위해 임시적으로 프로그램의 코드, 데이터 등이 저장되는 곳입니다. 메모리 역시 한정된 공간이기 때문에 운영체제는 효율적인 메모리 관리를 통해 최대한 프로세스를 원활하게 운영하기 위해 노력합니다.
디스크는 메모리와 마찬가지로 프로그램의 정보를 저장합니다. 메모리가 휘발성 기억장치인 것과는 달리 디스크는 비휘발성 기억장치이기 때문에 한번 디스크에 저장되면 컴퓨터가 꺼지더라도 데이터가 보존됩니다. 디스크 접근 시간은 메모리 접근 시간에 비해 매우 길기 때문에 운영체제는 디스크 접근 시간을 최소화하기 위한 알고리즘을 사용합니다.
입출력 장치는 디스크, 키보드, 모니터 등이 있습니다. 입출력 연산은 CPU가 직접 담당하지 않습니다. 입출력 장치에는 device controller라는 작은 CPU가 있는데 이 device controller가 CPU에게 명령을 받으면 그때 입출력을 시행하게 됩니다.