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[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 운영체제 부팅 과정 📌 커널 로딩 및 시스템 초기화 (Kernel Loading & System Initialization)운영체제의 부팅 과정에서 BIOS/UEFI와 부트로더 단계를 지나면,운영체제 커널(Kernel)이 메모리로 로드되고 시스템 초기화 절차가 수행된다.이 단계는 운영체제가 하드웨어를 완전히 장악하고, 사용자 프로세스 실행 환경을 구축하는 핵심 구간이다.1️⃣ 커널 로딩이란?커널 로딩은 부트로더가 운영체제의 핵심 실행 파일(커널 이미지)를 메모리로 불러오고 실행하는 과정이다.💡 로딩 대상Linux: /boot/vmlinuz-*, /boot/initrd.img-*Windows: ntoskrnl.exe, hal.dllmacOS: kern..

[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 운영체제 부팅 과정 📌 부트로더 (Bootloader)🔹 부트로더란?부트로더(Bootloader)는 시스템이 부팅될 때 운영체제를 메모리로 로드하고 실행하는 프로그램이다.펌웨어(BIOS 또는 UEFI) 이후에 실행되며, 운영체제가 본격적으로 시작되기 전까지 중간 다리 역할을 수행한다.즉, 부트로더는 운영체제 커널을 찾고 로드하여 제어권을 넘기는 필수 컴포넌트이다.부트로더는 단순한 실행 트리거가 아니라, 운영체제 선택, 커널 파라미터 전달, 보안 검사, 복구 모드 진입 등 중요한 기능도 수행한다.1️⃣ 부트로더의 동작 위치📌 BIOS 기반 시스템BIOS는 부팅 가능한 저장 장치의 MBR(Master Boot Record)를 찾고,그 안에 있는 1차 ..

[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 운영체제 부팅 과정 📌 BIOS 및 UEFI (운영체제 부팅 과정의 시작점)운영체제의 부팅 과정은 컴퓨터가 전원을 켜는 순간부터 시작된다.가장 먼저 실행되는 구성 요소는 펌웨어(Firmware)이며, 이는 BIOS 또는 UEFI라는 이름으로 불린다.이들은 운영체제가 메모리에 로드되기 전까지 하드웨어 초기화, 장치 감지, 부트로더 실행 등 핵심적인 역할을 수행한다.1️⃣ BIOS란 무엇인가? (Basic Input/Output System)📌 정의BIOS는 가장 오래된 펌웨어 인터페이스로, IBM-PC 호환 시스템에서 사용되던 표준이다.컴퓨터가 켜질 때 가장 먼저 실행되는 코드 집합으로, ROM(읽기 전용 메모리)에 저장되어 있다.📌 핵심 역할하드웨..

[운영체제 목차 바로가기]2️⃣ 운영체제의 구조 - 시스템 콜(System Call)과 API 📌 운영체제별 시스템 콜 비교 (Linux vs Windows)현대 운영체제는 공통적으로 시스템 콜(System Call)을 통해 사용자 프로그램에게 커널 기능을 제공하지만,운영체제마다 시스템 콜의 구현 방식, 호출 방식, 번호 체계, 인터페이스 구조 등에서 차이가 존재한다.대표적으로 많이 사용되는 Linux와 Windows 운영체제를 기준으로, 시스템 콜의 구조와 특징을 비교해보자.1️⃣ 공통 개념 요약항목LinuxWindows시스템 콜 인터페이스POSIX 기반, glibc 통해 간접 호출Windows API(WinAPI) 또는 NTDLL 통해 간접 호출커널 호출 방식syscall, int 0x80, vDS..

[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..