Kernel_Interface.md

커널과 인터페이스

운영체제는 커널과 인터페이스로 이루어져 있습니다.

커널

• 운영 체제의 핵심 부분으로, 시스템의 하드웨어와 소프트웨어를 관리하고 제어하는 역할을 합니다.
• 메모리, 입출력 장치, CPU 등과 같은 중요한 시스템 자원을 관리하며, 이러한 자원에 대한 액세스를 제어하고 다른 프로그램이나 프로세스와 충돌하지 않도록 보호합니다.

인터페이스

• 운영 체제의 다른 부분들이 커널과 상호 작용할 수 있는 방법을 제공합니다.
• 이러한 인터페이스를 통해 운영 체제는 다양한 하드웨어와 소프트웨어와 상호 작용할 수 있습니다.

시스템 호출

• 운영체제 커널의 기능을 호출하여 사용자 공간 프로세스가 하드웨어나 운영 체제의 기능을 사용할 수 있도록 하는 인터페이스입니다.

• 일반적인 시스템 호출 예) 파일 입출력, 메모리 할당 및 해제, 프로세스 생성 및 종료 등

드라이버

• 하드웨어를 운영 체제 간의 인터페이스 역할을 하며, 운영 체제에서 하드웨어를 제어하기 위한 인터페이스를 제공합니다.

❗요약

커널과 인터페이스는 운영 체제의 핵심 요소로서 하드웨어 및 소프트웨어 자원을 효과적으로 관리하고 제어할 수 있도록 합니다.

시스템 호출과 드라이버는 운영 체제와 하드웨어 간의 상호 작용을 가능하게 하는 중요한 구성 요소입니다.
이러한 구성 요소는 운영 체제와 하드웨어 간의 통신을 보다 쉽고 효과적으로 처리할 수 있도록 해주며, 시스템의 안정성과 성능을 향상시킵니다.

💡커널의 구성

커널은 여러 형태로 존재하는데 크게 단일형 구조 커널, 계층형 구조 커널, 마이크로 구조 커널로 나뉘어집니다.

1. 단일형 구조 커널

• 초창기 운영체제 구조
• 커널이 핵심 기능을 구현하는 모듈들이 구분 없이 하나로 구성
  • ex) MS-DOS, VMS
• 장점
  • 모듈 간 통신 비용 감소로 효율적인 운영
• 단점
  • 버그나 오류 처리 어려움
  • 기능상의 작은 결함 시스템 전체로 확산
  • 다양한 환경의 시스템에 적용하기 어려움

2. 계층형 구조 커널

• 비슷한 기능을 가진 모듈을 묶어 하나의 계층으로 만들고 계층 간의 통신을 통해 운영체제를 구현
  • ex) Window

3. 마이크로 구조 커널

• 프로세스 관리, 메모리 관리, 프로세스 간 통신 관리 등 가장 기본적인 기능만 제공
• 각 모듈은 독립적으로 작동하기 때문에 하나의 모듈이 실패하더라도 전체 운영체제가 멈추지 않음

Reference

쉽게 배우는 운영체제 - 조성호