운영체제(Operating System)란?

Operating Systems: Three Easy Pieces를 읽고 정리한 글입니다.

운영체제란?

쉽게 말하면 운영체제(Operating System, OS)는 컴퓨터 프로그램이 잘 실행되도록 관리하는 소프트웨어이다.
OS는 다음과 같은 역할을 한다.

• 프로그램을 쉽게 실행할 수 있게 하며, 우리 눈에 여러 프로그램이 동시에 실행되는 것처럼 보이게 한다.
• 여러 프로그램이 메모리를 공유하여 사용하도록 메모리를 관리한다.
• 프로그램이 마우스, 키보드와 같은 장치들과 상호작용하게 한다.
• 시스템이 정확하고 효율적이게 동작하고, 사용하게 쉽게 만든다.

윈도우, 리눅스와 같은 것들이 운영체제의 예이다.

Virtualization

운영체제의 주요 역할은 가상화(Virtualization)이다.
CPU, 메모리, 디스크와 같은 물리적 자원을 가상화하여 더 사용하기 쉽게 만드는데, 그래서 운영체제를 virtual machine이라고 부르기도 한다.

Resource Manager

많은 프로그램이 동시에 실행되면 프로그램들은 CPU와 메모리, 디스크 등을 공유하여 사용한다. CPU, 메모리, 디스크는 시스템의 자원들이며 이것을 관리하는 OS는 resource manager이라고도 불린다.
운영체제는 이러한 자원들을 효율적으로 관리하고, 어떤 한 프로그램에 치중되지 않고 공평하게 사용될 수 있도록 한다.

Standard Library

OS는 사용자에게 할 일을 지시받는다. 사용자를 위해 OS는 많은 인터페이스를 제공하여 파일 접근, 프로그램 실행 등을 지시할 수 있도록 한다. 어플리케이션을 사용할 수 있도록 OS는 몇백 개의 system calls를 제공하고 있고, 따라서 OS는 어플리케이션에 standard library를 제공한다고 말하기도 한다.

Design Goals

• 시스템을 편리하게 만들기 위하여 abstraction(추상화)하기
  • abstraction은 쉽게 말해 복잡한 것을 간추리는 것
• 성능을 높이고, overhead(extra instruction time, extra memory space 등)를 줄이는 것
• 어플리케이션 간의, 또는 어플리케이션과 OS간의 protection ( isolating processes )
  • 프로그램에서 발생한 오류가 다른 프로그램에 영향을 주지 않아야 함
• 신뢰성(reliability)
  • OS는 멈추지 않아야 함. OS가 멈추면 모든 어플리케이션이 멈추게 됨
• energy-efficiency, security, mobility 등

reference: https://pages.cs.wisc.edu/~remzi/OSTEP/intro.pdf