[KOCW] 운영체제 2차시 - 고등운영체제, 인터럽트 기반 운영체제

3. 고등운영체제, 인터럽트 기반 운영체제

 

고등 운영체제

지난 번 컴퓨터의 역사를 보면서 여러 OS를 보았는데, 그것들은 주로 Single cpu OS 이다.

그 이후 새로운 고등 컴퓨터구조가 나타나면서 이러한 고등 운영체제도 만들어졌다. 

 

- 참고) 폰노이만 시스템 (Single CPU)

https://choheeis.github.io/newblog//articles/2020-12/OS-3

CPU(프로세서), 메모리, 버스로 구성됨

 

• 다중 프로세서 시스템 (Multiprocessor system)

https://choheeis.github.io/newblog//articles/2020-12/OS-3

 

- 병렬 시스템 (parallel system)

- 강결합 시스템 (tightly-coupled system) ; 메모리를 공유하기 때문에 강하게 결합됨

 

- cpu가 여러 개라서 얻는 3가지 장점: performance, cost, reliability

     - 성능향상 : 더 많은 계산

     - 비용절감 : 하나의 강한 cpu 두는 것보다 약한 여러개 cpu 두는 것이 더 절약

     - 신뢰성 : 하나가 고장나더라도 나머지 cpu 여전히 동작

 

- 다중 프로세서 운영체제 (Multiprocessor OS)

 

 

• 분산 시스템 (Distuributed system)

https://choheeis.github.io/newblog//articles/2020-12/OS-3

 

- 다중 컴퓨터 시스템 (multi-computer system)

- 소결합 시스템 (loosely-coupled system) ; 메모리를 공유하지 않고 네트워크로만 결합

- 분산 운영체제 (Distributed OS)

 

각자 자신이 맡은 처리를 한 후, 서로 간에 메시지를 주고받으며 작업을 완성시킴

목적은 다중 프로세서 시스템과 같음 (성능향상, 비용절감, 신뢰성)

 

• 실시간 시스템 (Real-time system)

- 시간 제약 : Deadline

그 시간 내에 반드시 실행이 끝나야한다!

 

컴파일이 빨리 되면 좋다. (X)

컴파일이 만드시 0.00n 초 안에 끝나야한다. (O)

 

- 활용 예시 : 공장 자동화(FA), 군사 (미사일 등등), 항공, 우주

- 실시간 운영체제 (Real-time OS = RTOS)

 

 

 

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인터럽트 기반 시스템 (Interrupt-Based System)

 

인터럽트

Interrupt : 회방놓다?

• 현대 운영체제는 인터럽트 기반 시스템! : 하던 일 중단하고 다른 일이 끼어든다.
• 부팅이 끝나면?

- 운영체제는 메모리에 상주 (resident)

- 사건 (event)을 기다리며 대기 : 키보드, 마우스, ...

 

• 하드웨어 인터럽트 (Hardware interrupt)

- 인터럽트 결과 운영체제 내의 특정 코드 실행 (ISR)

- Interrupt Service Routine 종료 후 다시 대기

 

https://sincerity-sw268.tistory.com/38

ex) 마우스가 움직이면 : 전기신호 발생. interrupt 발생, 마우스가 움직이면 실행되는 interrupt service routine이 실행됨

OS 안에 있는 해당 ISR 코드가 interrupt 발생할 때마다 실행 됨

• 소프트웨어 인터럽트 (Software interrupt)

https://sincerity-sw268.tistory.com/38

 

- 사용자 프로그램이 실행되면서 소프트웨어 인터럽트 (운영체제 서비스 이용 위해)

- 인터럽트 결과 운영체제 내의 특정 코드 실행 (ISR)

- ISR 종료 후 다시 사용자 프로그램으로

 

ex) HWP 실행키는도중 memo실행하고 싶었다. SW 인터럽트가 걸림.

 OS에 있는 특정 ISR 실행돼서 HD에 있는 memo파일 찾아 memory에 올림

 

 

인터럽트 기반 운영체제

평소 OS는 부팅 이후 아무것도 안하지만, 인터럽트가 발생될 때마다 실행된다. 

 

• 운영체제는 평소에는 대기 상태

- 하드웨어 인터럽트에 의해 운영체제 코드 (ISR) 실행

- 소프트웨어 인터럽트에 의해 ''

- 내부 인터럽트(internel interrrupt)에 의해 ''

 

 

참고) 내부 인터럽트의 예시

C 프로그램

i = 5, j = 0;

i = i / j; // 값 오류, 값이 저장되지 않으므로 코드 진행될 수 없다.

-> 내부적으로 인터럽트 난 걸로 생각한다

-> "devided by zero"라는 ISR 실행됨 ; 잘못된 시도를 한 프로그램을 강제종료 시킴

 

참고) 시스템콜

* System calls - 운영체제 서비스를 받기 위한 호출 

   시스템 콜을 통해 인터럽트를 실행시킨다

 

https://sincerity-sw268.tistory.com/38

 

• ISR 종료되면 : 원래의 대기 상태 또는 사용자 프로그램으로 복귀
• 인터럽트 기반 운영체제

https://sincerity-sw268.tistory.com/38