[운영체제] [Basic] 운영체제의 역할

모든 app 프로그램들은 자원을 사용하므로, 이러한 자원의 효율적 분배를 위해 os가 존재한다.
os에는 다양한 서비스들이 정부 부처처럼 존재한다.

Process management

CPU 자원을 나눠주고 관리한다. 여기서 프로세스(Process)란 메모리에서 실행 중인 프로그램(program in execution)으로, CPU에 의해 실행되는 건 하드 디스크가 아니라 메인 메모리에 올라와 있는 프로그램이기 때문에 별개로 Process라 구분지어준다. 주요 기능은 다음과 같다.

주요기능:

• 프로세스의 생성, 소멸(creation, deletion)
• 프로세스 활동 일시 중지, 재개(suspend, resume)
• 프로세스 간 통신(interprocess communication: IPC)
• 프로세스 간 동기화(symchronization)
• 교착상태 처리(deadlock handling)

Main memory management

주기억 장치 관리.

주요기능:

• 프로세스에게 메모리 공간 할당(allocation)
• 메모리의 어느 부분이 어느 프로세스에게 할당 되었는지 추적 및 감시
• 프로세스 종료시 메모리 회수(deallocation)
• 메모리를 효과적으로 사용
• 가상 메모리 기술(실제 물리적인 메모리보다 큰 용량을 갖추도록 하는 기술)

File management

하드 디스크 안의 파일을 관리. Track과 sector로 구성된 디스크를 파일이라는 논리적인 관점으로 보게 한다.

주요 기능:

• 파일 생성과 삭제
• 디렉토리의 생성과 삭제
• 기본 동작 지원: open, close, read, write, create, delete
• Track/Sector ->파일간의 매핑
• 백업

Secondary storage management

보조 기억 장치 관리. 하드 디스크, 플래시 메모리 등이 해당된다. 주요 기능:

• 빈 공간 관리(free space management) *sector들을 몇 개씩 모아 block이라 하는데, 여기에 데이터를 저장한다. 여기에서 비어져 있는 공간을 관리한다.
• 저장공간 할당(storage allocation)
• 디스크 스케줄링 *head를 효율적으로 움직여 track/sector를 읽음

I/O management

입출력 장치 관리. 주요 기능:

• 장치 드라이브(device drivers) *하드웨어와 os가 만나는 부분에 device driver들이 있다.
• 입출력 장치의 성능향상:
• buffering : 입출력 장치에서 읽은 내용을 메모리로 들고 옴. 빠르게 읽을 수 있음.
• spooling : 메모리 대신 하드 디스크를 중간 매체로 사용한다. 프린트는 일반적으로 속도가 느린데, 처리될 때까지 cpu가 계속 기다릴 수는 없으므로, 프린트 보다 빠르고 CPU보다는 느린 디스크에 저장을 해두고 이 내용을 천천히 프린트로 내보낸다.)

그 외에도 OS는 networking이나 protection 등의 서비스를 제공한다.

시스템 콜(System call)

Application 프로그램이 os가 제공하는 서비스를 받기 위해 호출하는 것. 주요 시스템 콜: -Process: end(종료), abort(강제 종료), load(하드 디스크에 있는 프로그램을 메모리로 가져옴), execute, create(프로세스 생성), terminate, get/set attributes, wait event, signal event -Memory: allocate(어떤 프로그램이 돌면서 객체를 만들기 위해 메모리를 요청), free(메모리를 다 사용한 후 돌려놓음) -File -Device -Information

• MS-DOS는 어떻게 시스템 콜을 했을까? 다음은 DOS function임.

---

AH = 3Ch - “CREAT” - CREATE OR TRUNCATE FILE

Entry:

• CX = file attributes
• DS:DX -> ASCIZ filename (*DS register와 DX register가 파일의 이름을 나타내도록 해라)

Return:

• CF clear if successful, AX = file handle
• CF set on error AX = error code (03h,04h,05h)

Notes: if a file with the given name exists, it is truncated to zero length

SeeAlso: AH=16h,AH=3Dh,AH=5Ah,AH=5Bh

---

메모리 주소 100번지에 “AAAA”라는 이름의 파일을 생성한다고 해보자. 그에 따른 assembly 코드는 다음 예시와 같다. (file attribute는 0으로 두자)

mov cx, 0
mov dx, 100
mov eh, 3c
int 21h

• Linux
  mov eax, 0
  mov ecx, 0
  mov edx, (이름이 적혀있는 주소)
  int 80h

-> 하드 디스크에 파일을 생성하기 위해 정해진 약속대로 이와 같이 os에게 명령을 내려 생성할 수 있다.