--- title: "OS Study 02" date: 2020-11-03 updated: 2020-11-03 category: computer-science canonical: https://intzzzero.dev/os-study-02/ source: "Between Negative and Positive" language: ko --- ## 운영체제의 구조 - 응용 프로그램, 운영체제, 하드웨어(시스템 리소스)의 관계 - 운영체제가 도서관이라면 - 응용 프로그램은 시민 - 하드웨어는 책 - 운영체제의 역할 - 시민이 도서관에 책을 요청 - 도서관은 요청받은 책을 빌려줌(응답) - 시민이 빌린 책의 기한이 다 되면 도서관이 회수 ### 운영체제의 역할 - 응용 프로그램이 요청하는 메모리를 허가 및 분배 - 응용 프로그램이 요청하는 CPU 시간을 제공 - 응용 프로그램이 요청하는 IO Device 사용을 허가 및 제어 ### 사용자 인터페이스 제공 #### 쉘(shell) - 사용자가 운영체제 기능과 서비스를 조작할 수 있도록 인터페이스를 제공하는 프로그램 - 쉘은 터미널 환경(CLI: Command Line Interface)과, GUI(Graphical User Interface) 환경으로 구분 ### API(Application Programming Interface) - 운영체제가 응용 프로그램을 위해 제공하는 인터페이스 - 함수의 형태 - ex) `open()` -> 파일을 오픈할 때 쓰는 함수 - 종류가 많기 때문에 보통 라이브러리(Library)로 제공 ### 시스템 콜 - 시스템 콜 또는 시스템 호출 인터페이스 - 운영체제가 운영체제 각 기능을 사용할 수 있도록 시스템 콜이라는 명령 또는 함수를 제공 - API 내부에는 시스템 콜을 호출하는 형태로 만들어지는 경우가 대부분 - 시스템 콜을 바로 사용하기에는 번거롭기 때문에 API를 통해 접근하게 됨 - UNIX 계열 운영체제의 시스템 콜은 POSIX API를 주로 사용함(리눅스, 맥) - 시스템 콜 역시 API로 볼 수 있으며, 운영체제의 기능을 호출하는 함수를 제공한다. 그리고, API는 시스템 콜을 랩핑(wrapping)하여 각 언어별로 운영체제의 기능을 호출할 수 있도록 함수를 제공한다. **참고:** - [셸 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전](https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%85%B8) - [시스템 호출 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전](https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8B%9C%EC%8A%A4%ED%85%9C_%ED%98%B8%EC%B6%9C) - [POSIX - 위키백과, 우리 모두의 백과사전](https://ko.wikipedia.org/wiki/POSIX) ### 사용자 모드와 커널 모드 #### CPU Protection Rings ![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2f/Priv_rings.svg/1280px-Priv_rings.svg.png) - CPU는 권한 모드를 갖고 있음 1. 사용자 모드(user mode): 응용 프로그램이 사용 2. 커널 모드(kernel mode): - 특권 명령어 실행과 원하는 작업 수행을 위한 자원 접근을 가능하게 하는 모드 - OS가 사용 - 우리가 만드는 프로그램은 사용자 영역에서 존재함 ![](https://kwonsoonwoo.github.io/assets/Operating%20System/protectionring2.png) - 시스템콜은 커널모드로 실행 - 커널 모드에서만 실행 가능한 기능들이 있음 - 커널 모드로 실행하려면 반드시 시스템 콜을 사용해야 함 - 시스템 콜은 운영체제에서 제공 - 권한에 따라 영역을 나눔으로써 응용 프로그램이 전체 컴퓨터 시스템에 악영향을 끼칠 가능성을 사전에 예방 #### code example ![](https://user-images.githubusercontent.com/40616436/75624981-f9db3380-5bfc-11ea-8d18-17bcea6482f4.png) #### 사용자 영역 -> 커널 영역 실행 도식도 ![](https://miro.medium.com/max/1091/1*t2-zohRaFxxqHFF-xDPOWA.png) **참고:** - [커널 (컴퓨팅) - 위키백과, 우리 모두의 백과사전]() - [보호 링 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전](https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B3%B4%ED%98%B8_%EB%A7%81)