[OS] 운영체제의 기본과 interrupts with 공룡책

컴퓨터 시스템의 일반적인 구성과 인터럽트의 역할에 대해 설명

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• OS(Operating System; 운영체제)컴퓨터 하드웨어를 관리하는 소프트웨어, 컴퓨터 사용자와 컴퓨터 하드웨어 사이의 중재자 역할
  • 운영체제 목표
    사용자 프로그램을 실행하고 사용자 문제를 더 쉽게 해결할 수 있도록 지원(환경 관리)
    컴퓨터 시스템을 편리하게 사용(프로세스 관리)
    컴퓨터 H/W를 효율적으로 사용(자원 관리)
• Computer System Structure
  크게 4가지 구성요소 - hardware(하드웨어), OS(운영체제), application programs(응용 프로그램), user(사용자)

컴퓨터 시스템 구조

 

• Computer System Organization
  하나 이상의 CPU와 여러 장치 컨트롤러가 공통 버스에 연결되어 공유 메모리 접근
  • 각 장치 컨트롤러는 local buffer이 있고, local buffer와 system bus가 상호작용
  • 일반적으로 OS에는 각 장치 컨트롤러에 대한 Device Driver가 있고, 이 Device Driver가 각 장치 컨트롤러와 상호작용
  • 장치 컨트롤러는 interrupt를 발생시켜 CPU에 작업 완료를 알림

• interrupt
  
  • user program - 사용자 실행 중인 작업 처리 상태
  • I/O interrupt processing - I/O 장치가 보낸 신호 처리
  • idle - 유후상태(쉬는중)
  • transferring - 실제 데이터 물리적 동작 수행
    
    인터럽트 발생 과정
    I/O request →  transfer done → interrupt signaled → interrupt handled
    예)
         CPU가 I/O 장치에 데이터 읽기/쓰기를 요청 → 데이터 전송이 끝남 → I/O 장치가 CPU에 "끝났다"고 전기적 신호(인터럽트)를 보냄 →  인터럽트 핸들러를 실행하여 데이터 처리를 마무리하고 대기하던 프로세스를 깨움 → 사용자 프로그램 재개

    

  • interrupt 발생 시 CPU가 하던 일 기억하는 방법
    OS는 interrupt 처리 전에 현재 레지스터와 PC(프로그램 카운터) 값을 저장 → Context Save
  • interrupt의 종류 판별
    interrupt vector table 이용

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사용자 프로그램을 실행하고 사용자 문제를 더 쉽게 해결할 수 있도록 지원(환경 관리)
컴퓨터 시스템을 편리하게 사용(프로세스 관리)
컴퓨터 H/W를 효율적으로 사용(자원 관리)