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[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 시스템 콜(System Call)과 API 📌 주요 시스템 콜 종류 (파일 관리, 프로세스 관리, 메모리 관리)운영체제는 다양한 하드웨어 자원과 기능을 제공하지만, 사용자 프로그램은 시스템 콜(System Call)을 통해서만 커널 기능을 사용할 수 있다.그중에서도 실무와 교육에서 자주 다뤄지는 핵심 시스템 콜 세 가지는 다음과 같다:파일 관리 시스템 콜프로세스 관리 시스템 콜메모리 관리 시스템 콜1️⃣ 파일 관리 시스템 콜 (File Management System Calls)파일 시스템은 운영체제의 핵심 기능 중 하나이며, 파일을 열고 읽고 쓰고 닫는 일련의 작업은 모두 시스템 콜을 통해 커널에 요청된다.주요 시스템 콜 목록시스템 콜설명open()..

[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 시스템 콜(System Call)과 API 📌 시스템 콜 개념 (What is a System Call?)🔹 시스템 콜(System Call)이란?시스템 콜(System Call)은 사용자 프로그램이 운영체제의 커널 기능을 사용할 수 있도록 제공하는 인터페이스다.사용자는 직접 하드웨어나 커널 자원에 접근할 수 없기 때문에, 필요한 작업(파일 열기, 메모리 할당, 네트워크 전송 등)을 요청할 때 시스템 콜을 통해 커널에 제어권을 넘긴다.즉, 시스템 콜은 사용자 모드에서 커널 모드로 진입하는 통로이자, 사용자와 운영체제 커널 사이의 유일한 연결 고리이다.1️⃣ 시스템 콜이 필요한 이유✅ 보호 모드 기반 운영체제의 핵심 설계현대 운영체제는 사용자 모드(U..

[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 사용자 모드 vs 커널 모드 📌 시스템 콜을 통한 모드 전환 (Mode Switching via System Call)🔹 시스템 콜(System Call)이란?시스템 콜(System Call)은 사용자 모드에서 실행 중인 프로그램이 운영체제의 커널 기능에 접근하기 위해 사용하는 인터페이스이다.사용자는 하드웨어에 직접 접근할 수 없으므로, 커널에 요청을 전달하기 위해 시스템 콜을 사용하며, 이 과정에서 CPU 모드가 사용자 모드 → 커널 모드로 전환된다.시스템 콜은 사용자와 커널 간 안전하고 통제된 통신 메커니즘이다.1️⃣ 시스템 콜이 필요한 이유✅ 하드웨어 접근 제한사용자 모드에서는 직접 디스크 읽기, 파일 시스템 변경, 메모리 할당, 네트워크 송수..

[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 사용자 모드 vs 커널 모드 📌 CPU 모드 변환 과정 (Mode Switching Between User Mode and Kernel Mode)🔹 CPU 모드란?현대 컴퓨터 시스템에서 CPU는 두 가지 실행 모드, 즉 사용자 모드(User Mode)와 커널 모드(Kernel Mode)를 갖는다.이는 운영체제의 안정성과 보안을 보장하기 위해 필수적인 설계로, 특정 명령어의 실행 권한을 제한하고시스템 자원을 안전하게 보호하는 데 중요한 역할을 한다.1️⃣ 사용자 모드와 커널 모드 개요구분사용자 모드 (User Mode)커널 모드 (Kernel Mode)권한 수준제한적 (제한된 명령어와 자원 접근만 허용)전체 시스템 자원 및 특권 명령어 접근 가능실행 ..

[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 커널(Kernel) 구조와 유형 📌 하이브리드 커널 (Hybrid Kernel)🔹 하이브리드 커널이란?하이브리드 커널(Hybrid Kernel)은 모놀리식 커널(monolithic kernel)과 마이크로커널(microkernel) 구조의 장점을 결합한 형태의 운영체제 커널 구조이다.이는 마이크로커널의 모듈성, 안정성, 보안성을 유지하면서도, 모놀리식 커널의 높은 성능과 효율성을 확보하기 위해 설계된 실용적 절충안이다.즉, “기능은 분리하되, 성능은 유지하자”는 철학에서 출발한 커널 아키텍처이다.1️⃣ 설계 철학과 구조적 특징✅ 설계 철학마이크로커널처럼 운영체제 기능을 모듈화하고 격리된 공간에서 실행하도록 설계하지만 성능 저하를 막기 위해 일부 핵심..

[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 커널(Kernel) 구조와 유형 📌 마이크로커널 (Microkernel)🔹 마이크로커널이란?마이크로커널(Microkernel)은 운영체제의 핵심 기능만을 최소화하여 커널 공간에 포함시키고, 나머지 운영체제 서비스는 사용자 공간(User Space)에서 독립적인 프로세스로 분리하여 실행하는 구조를 말한다.이 구조는 안정성과 보안성, 모듈화, 이식성을 최우선으로 설계된 커널 아키텍처다.마이크로커널은 "커널 내부에는 최소한의 기능만 남기고, 나머지는 모두 사용자 공간으로 옮긴다"는 극단적인 분리와 단순화 철학에 기반한다.1️⃣ 구조적 특징✅ 커널이 담당하는 최소 기능프로세스 간 통신 (IPC: Inter-Process Communication)기본적인 스..

[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 커널(Kernel) 구조와 유형📌 모놀리식 커널 (Monolithic Kernel)🔹 모놀리식 커널이란?모놀리식 커널(Monolithic Kernel)은 운영체제의 핵심 구성 요소들이 하나의 거대한 커널 공간에서 함께 실행되는 커널 구조를 말한다.모든 운영체제 기능 ― 프로세스 관리, 메모리 관리, 파일 시스템, 입출력 장치 제어, 시스템 콜 처리 등 ― 이 하나의 커널 이미지 내에서 실행되며, 모듈 간 상호 호출이 자유로운 구조를 갖는다.초기 UNIX 시스템과 현대의 Linux 커널이 대표적인 모놀리식 커널 구조를 기반으로 한다.1️⃣ 구조적 특징✅ 1. 단일 주소 공간 (Single Address Space)모든 커널 구성 요소가 커널 모드(Ke..

[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 운영체제의 핵심 아키텍처 📌 계층적 구조 (Layered Architecture)🔹 계층적 구조란?계층적 구조(Layered Architecture)는 운영체제를 여러 개의 계층(Layer)으로 나누어 각 계층이 고유의 역할을 수행하고, 아래 계층만을 참조하도록 설계된 아키텍처이다.이 구조는 운영체제의 복잡성을 줄이고 유지보수성을 높이며, 각 구성 요소의 독립성과 모듈화를 보장한다는 점에서 널리 채택되었다.계층적 구조는 "하나의 계층은 자신보다 아래 계층의 서비스만을 사용하고, 위 계층에게만 서비스를 제공한다"는 단방향 상호작용 원칙에 기반한다.1️⃣ 설계 철학과 기본 원리✅ 핵심 개념운영체제를 여러 추상화 계층으로 나누고, 각 계층이 하나의 명확한..

[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 운영체제의 핵심 아키텍처 📌 다중 프로그램 구조 (Multiprogrammed Program Structure)🔹 다중 프로그램 구조란?다중 프로그램 구조(Multiprogrammed Program Structure)는 여러 개의 프로그램을 동시에 메모리에 적재하고, 운영체제가 이들 프로그램을 번갈아 가며 실행하는 구조를 의미한다.이는 단일 프로그램 구조의 비효율성을 극복하고, CPU 자원의 활용률을 극대화하기 위한 운영체제의 아키텍처적 발전 단계이다.사용자는 마치 여러 프로그램이 동시에 실행되는 것처럼 느끼지만, 실제로는 CPU가 빠르게 작업을 전환하며 여러 프로그램을 교차 실행하는 방식이다.🔹 등장 배경과 목적✅ 배경단일 프로그램 구조에서는 하..

[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 운영체제의 핵심 아키텍처 📌 단일 프로그램 구조 (Monolithic Program Structure)🔹 단일 프로그램 구조란?단일 프로그램 구조(Monolithic Structure)는 운영체제의 모든 구성 요소가 하나의 큰 실행 파일 또는 코드 덩어리로 통합된 아키텍처를 의미한다.운영체제를 구성하는 핵심 기능들 — 예를 들어 프로세스 관리, 메모리 관리, 파일 시스템, 입출력 장치 제어, 시스템 콜 인터페이스 등 — 이 모두 하나의 커널 공간에서 함께 실행된다.단일 프로그램 구조는 역사적으로 가장 오래된 운영체제 아키텍처 형태이며, 대표적인 예로는 초기 Unix 시스템과 일부 경량 운영체제(RTOS, 임베디드 OS)가 있다.1️⃣ 구조적 특성🔹..