Operating System - 컴퓨터 시스템 구조 [운영체제]

 

 

우선 컴퓨터 시스템이 어떻게 구성되어 있냐 보자면

 

1개 이상의 CPU,  common bus에 연결된 수많은 device controllers

*bus는 components와 memory를 공유한다.

 

이렇게 생겼다.

 

 

 

device controller 는 local buffer storage, special-purpose registers 를 가지고 있다.

얘는 device와 local buffer 사이의 데이터 이동을 맡고있다.

 

 

보통 device driver를 device controller마다 가지고 있다.

얘는 device와 OS간의 다리 역할을 한다고 보면 되겠다.

OS가 직접 device를 접근하는 것이 아닌 Instruction을 보내면 Controller가 작동한다.

 

쉽게 말하면

OS가 device에 대한 정보를 가지고 있는 것 보다는 driver가 필요한 것들만 추려서 보내준다 

 

CPU와 device controller는 병렬적 작업이 가능하지만 memory cycle에 맞춰야 하는데

(작업을 할 때는 memory 접근해서 load 해야한다)

 

 memory controller가 memory 접근하는 것을 동기화 하고 있다.

 

/*

•I/O devices and the CPU can execute concurrently
•Each device controller is in charge of a particular device type
•Each device controller has a local buffer
•CPU moves data from/to main memory to/from local buffers
•I/O is from the device to local buffer of the controller

*/

 

 

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bootstrap program is loaded at power-up or reboot
• Typically stored in ROM or EPROM, generally known as firmware
• Initializes all aspects of the system
• Loads operating system kernel and starts execution

 

우선 컴퓨터가 구동을 시작하기 위해서는 초기 프로그램을 가지고 있어야 하는데

이를 bootstrap program 이라고 한다.

펌웨어라고도 알려져있다.

// 이 프로그램을 시작으로 모든 것이 순차적으로 진행된다.

 

이 프로그램은 읽기전용 메모리인 ROM, EEPROM에 저장된다. 

CPU 레지스터로부터 장치 제어기, 메모리 내용 등을 포함한 시스템의 모든 면을 초기화 시킨다. 

 

++ 운영체제를 적재하는 방법과 실행, 시작하는 방법도 알고 있어야 한다. 그래서 이 프로그램이 운영체제의 커널을 찾아서 메모리에 load 시킨다.

 

++ 그 이후 운영체제는 어떤 사건(event)가 일어나길 기다린다.

 

 

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살짝 용어 설명을 하고 넘어가자면

어차피 계속 나올테니까 미리 설명한다.

 

Spool 스풀

버퍼에 데이터를 저장해 주기억 장치와 주변 장치의 효율을 증가시키는 기술

스풀링이라고 많이 씀

 

Buffer 버퍼

주기억 장치와 주변 장치 사이에서 데이터를 주고 받을 때, 둘 사이의 전송속도 차이를 해결하기 위한 임시 저장용 고속 기억장치

 

Cache 캐시

주기억 장치에 읽어들인 명령이나 프로그램들으로 채워지는 버퍼 형태의 고속 기억 장치.

주기억장치와 CPU 사이에 존재

 

 

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이제 Interrupts라는 것을 알아볼 것인데 어려워진다.

인터럽트에 대해서 아래 글을 보면 나머지 컴퓨터 시스템 구조들이 어떻게 동작하는지 이해가 될 것이다.

[컴퓨터(Computer Science)/운영체제(Operation System)] - Interrupt, 인터럽트란? [운영체제]