4. 운영체제, 응용 프로그램, 컴퓨터 하드웨어의 관계

1. 운영체제, 응용 프로그램, 컴퓨터 하드웨어의 관계

운영체제, 응용프로그램, 컴퓨터 하드웨어를 도서관에 비유해보자.

• 운영체제 = 도서관
• 응용 프로그램 = 시민
• 하드웨어 = 책 

그렇다면 운영체제의 역할은 다음과 같다. 

• 시민은 도서관에서 원하는 책(자원)을 요청한다.
• 도서관은 요청된 책을 시민에게 빌려준다
• 대여기간이 다 되면, 도서관이 해당 책을 회수한다. 

이 비유는 실제 운영체제, 응용프로그램, 컴퓨터 하드웨어의 관계를 잘 표현한다. 

• OS는 Application이 요청하는 메모리를 허가 및 분배한다.
• OS는 Application이 요청하는 CPU 시간(하드웨어)을 제공한다.
• Application 실행이 완료 및 종료되면, OS는 대여된 메모리와 하드웨어를 회수한다.

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2. 쉘(shell)이란? 

운영체제의 역할 중 하나는 사용자에게 Interface를 제공하는 것이다.

이 인터페이스를 실제로 제공하는 기술 또는 응용프로그램을 Shell 이라고 한다. 

 

• 사용자가 OS 기능과 서비스를 조작할 수 있는 사용자 인터페이스(UI)를 제공하는 응용 프로그램
• Shell은 CLI와 GUI로 구분된다.

 

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3. API(Application Programming Interface)

• OS는 응용 프로그램을 위한 인터페이스 또한 제공한다.
• 어떤 응용프로그램이 실행되기 위해서는 해당 프로그램이 OS에게 프로그램 실행 명령을 전달해야 한다.
• 즉, OS가 응용프로그램에게 제공하는 인터페이스는 실행명령(코드)이다.
• OS와 응용프로그램 서로 다른 두개의 프로그램이 소통할 수 있는 이 코드(인터페이스)를 API라고 한다.

 

API 는 코드이며, 이는 함수(메소드)의 형태로 구현된다. 

보통은 API(함수)의 종류가 많기 때문에, 비슷한 종류의 API를 묶은 라이브러리(library) 형태로 제공한다. 

 

이렇게 전달되는 라이브러리는 응용 프로그램이 운영체제에게 전달하는 요청서 또는 신청서라고 생각하면 된다. 

 

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4. 시스템 콜(System Call)

• 시스템 콜 또는 시스템 호출 인터페이스 
• 운영체제 기능을 호출하는 함수 
• 운영체제가 운영체제의 각 기능을 사용할 수 있도록 시스템 콜이라는 명령어를 제공한다. 
• API 내부에는 시스템 콜을 호출하는 형태로 만들어 진다. 

 

a) 만약 운영체제를 만든다면? 

• 운영체제 개발 = 커널을 개발한다.
  - 커널: 핵심 OS 기능을 가진 SW
• 시스템 콜을 개발한다 
• API 개발 (대부분 C언어로 만든다. 다른 언어를 선택해도 된다.) 
• Shell 프로그램 개발 

b) 시스템 콜의 예시 

• POSIX API (UNIX 계열) 
• Windows API

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5. 정리

• OS는 컴퓨터 하드웨어와 응용프로그램을 관리한다.
• 사용자 인터페이스를 제공하기 위해 OS에서 shell 프로그램을 제공한다.
• 응용 프로그램이 운영체제 기능을 요청하기 위해서, 운영체제는 시스템콜을 제공한다.