운영체제계층

운영체제계층은 컴퓨터의 작동을 제어하는 운영체제를 구성하는 계층이다. 총 5계층으로 구성되어 있는데, 1계층은 프로세서 관리, 2계층은 메모리 관리, 3계층은 프로세스 관리, 4계층은 주변장치 관리, 5계층은 파일관리이다.

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개요

운영체제계층에는 5개의 계층이 존재한다. 1계층인 프로세서 관리에서는 주로 프로세스의 동기화와 스케줄링을 담당한다. 여기서 스케줄링은 처리해야 할 일들의 순서를 정하는 일 또는 중앙처리장치(CPU)를 사용할 수 있는 순서를 정하는 일을 의미한다. 2계층인 메모리 관리에서는 메모리 할당과 회수하는 역할을 한다. 3계층인 프로세스 관리에서는 프로세스를 생성하거나 제거하는 역할을 담당한다. 4계층인 주변장치 관리에서는 컴퓨터 주변 기기인 키보드, 프린트, 마우스 등 주변 장치와 입출력 장치의 스케줄링을 관리하는 역할을 담당한다. 마지막으로 5계층인 파일 관리에서는 파일을 생성하거나 삭제하거나, 혹은 파일을 열거나 닫거나 복사하는 파일과 관련된 관리를 담당한다.

특징

운영체제는 응용 소프트웨어가 실행되는 과정에서 하드웨어들을 제어하여 응용 소프트웨어를 실행시키고 실행 결과를 보일 수 있도록 컴퓨터 내부 동작을 관리하는 소프트웨어이다. 이러한 운영체제에는 5개의 계층이 존재한다. 운영체제는 하드웨어부터 1~5계층을 거쳐 사용자 프로세스까지 거치게 되는 구조로 되어 있다. 1계층인 프로세서 관리에서는 주로 프로세서의 동기화와 스케줄링을 담당한다. 여기서 스케줄링은 처리해야 할 일들의 순서를 정하는 일을 의미하며, 중앙처리장치를 사용할 수 있는 순서를 정하는 일을 말한다. 즉, 프로세서 스케줄링이란 실행 중인 프로그램을 처리해야 할 순서를 정하는 것으로 중앙처리장치에는 한 번에 한 가지 명령만 수행할 수 있기 때문에 이러한 스케줄링 작업이 필요하기 때문에 이미 어떤 실행 중인 프로그램에 대해 명령을 수행 중이라면 다른 실행 중인 프로그램은 작업을 할 수 없게 된다. 이때마다 순서를 바꿔서 실행 중이던 다른 프로그램도 이용할 수 있게 해주는 것이 프로세서 스케줄링이다. 2계층인 메모리 관리에서는 기억장치들을 관리하고 메모리 할당과 회수하는 역할을 한다. 여기서 메모리 할당은 프로그램이 사용하고 주기억장치인 램(RAM)과 롬(ROM)의 메모리의 공간을 확보하는 것을 말한다. 메모리의 자원은 한정되어 있기 때문에 메모리를 할당해 주어야만 사용이 가능하다. 하지만 사용하지 않거나 할당해야 할 메모리가 부족하다면 회수를 해야 하는 일이 발생하기 때문에 2계층에서 이러한 일을 담당한다. 3계층인 프로세스 관리에서는 프로세스를 생성하거나 제거하는 역할과 프로세스 간의 메시지 전달, 프로세스의 시작과 정지, 종료 등을 담당한다. 실행 중인 프로그램의 프로세스를 생성하여, 각 프로세스별로 관리를 하고 프로그램을 동시에 작업할 수 있도록 해준다. 그리고 프로그램 종료 시 프로세스를 제거한다. 실행 중인 프로그램을 관리하는 층이라고 할 수 있기 때문에 사용자가 사용하는 프로그램의 생성 및 제거 등 모든 부분을 이 3계층에서 관리한다고 볼 수 있다. 4계층인 주변장치 관리에서는 컴퓨터 주변 기기인 키보드, 프린터, 마우스 등의 주변 장치의 상태를 파악하고 일 또는 출력 장치의 스케줄링을 관리한다. 그리고 입출력에 대한 전반적인 사항을 지시하는 역할을 담당한다. 5계층인 파일 관리에서는 파일을 생성하거나 삭제하거나, 혹은 파일을 열거나 닫거나 복사하는 파일과 관련된 관리 및 유지 등을 담당한다.

이러한 운영체제에서 가장 핵심적인 역할을 하는 부분이 커널이고 운영체제 5계층이 커널에 포함된다. 커널은 컴퓨터 운영체계의 가장 중요한 핵심으로써 운영체계의 다른 모든 부분에 여러 가지 기본적인 서비스를 제공한다. 그리고 메모리나 저장장치 내에서 운영체계의 주소공간을 관리하고, 이들을 모든 주변 장치들과 커널의 서비스들을 사용하는 다른 사용자들에게 고루 나누어주는 메모리 관리자를 가지고 있다. 또한, 프로세서 관리, 메모리 관리, 프로세스 관리, 주변장치 관리, 파일 관리와 더불어 인터럽트 처리 또한 담당하는데, 인터럽트란 지금 하던 일을 멈추고 다음에 무슨 작업을 할지 결정하는 역할을 한다.

참고자료

• j3rrry, 〈정보보안기사〉, 《깃허브》, 2019-04-23
• jinhyy, 〈2. 운영체제 시스템 구조〉, 《티스토리》, 2018-11-02
• 루타, 〈운영체제 5계층 구조〉, 《네이버 블로그》, 2016-08-18
• poiu8944, 〈OS 운영체제 특징 및 종류〉, 《벨로그》, 2020-05-04
• 커널 네이버 지식백과 - https://terms.naver.com/entry.nhn?cid=42111&categoryId=42111&docId=782920
• Landis Jordan, 〈운영체제의 구조에 따른 분류〉, 《슬라이드서브》

같이 보기

• 운영체제
• 계층
• 중앙처리장치
• 램
• 롬

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