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운영체제 기초 가이드 - 이 책 한 권이면 끝!
1. 운영체제란 무엇인가? (OS의 정의와 역할)
와이웨이브이퍼블리싱
|
박빈
|
2025-02-05
14
읽음
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저자소개
서평
출판사평
Chapter 1: 운영체제 개요
1. 운영체제란 무엇인가? (OS의 정의와 역할)
운영체제(Operating System, OS)의 개념
운영체제의 역할
2. 운영체제의 주요 기능
1) 프로세스 및 스레드 관리
2) 메모리 관리
3) 파일 시스템 관리
3. 운영체제의 역사
1) 일괄 처리 시스템 (Batch Processing System)
2) 멀티태스킹 및 시분할 시스템 (Multitasking & Time-Sharing)
3) 실시간 운영체제 (Real-Time OS, RTOS)
4. 운영체제의 종류
1) Windows
2) Linux
3) macOS
4) 실시간 운영체제(RTOS)
결론
Chapter 2: 운영체제 구조와 커널
1. 커널(Kernel)과 사용자 모드(User Mode)
커널(Kernel)의 개념
사용자 모드(User Mode)와 커널 모드(Kernel Mode)
2. 운영체제의 계층 구조 (Monolithic Kernel vs. Microkernel)
1) Monolithic Kernel (단일형 커널)
2) Microkernel (마이크로커널)
3. 시스템 콜(System Calls)과 인터럽트(Interrupts)
1) 시스템 콜(System Calls)
2) 인터럽트(Interrupts)
4. OS 부팅 과정과 초기화 (BIOS, Bootloader, Kernel Loading)
1) BIOS (Basic Input/Output System)
2) Bootloader
3) Kernel Loading 및 초기화
결론
Chapter 3: 프로세스와 스레드 (Process & Thread)
1. 프로세스의 개념과 상태 변화 (생성, 실행, 대기, 종료)
프로세스(Process)란?
프로세스의 상태 변화
2. PCB(Process Control Block)와 문맥 교환(Context Switching)
PCB (Process Control Block)란?
PCB의 주요 요소
문맥 교환(Context Switching)이란?
3. 스레드(Thread)의 개념과 차이점 (Single-thread vs Multi-thread)
스레드(Thread)란?
싱글 스레드 vs. 멀티 스레드
4. 멀티스레딩과 병렬 처리 (Thread Pool, Hyper-Threading)
멀티스레딩(Multithreading)이란?
스레드 풀(Thread Pool)
하이퍼스레딩(Hyper-Threading)
결론
Chapter 4: 프로세스 스케줄링 (Process Scheduling)
1. CPU 스케줄링 개념과 필요성
CPU 스케줄링이란?
CPU 스케줄링의 필요성
2. 스케줄링 알고리즘 (FCFS, SJF, Round Robin, Priority Scheduling)
1) FCFS (First Come, First Served) - 선입선출
2) SJF (Shortest Job First) - 최단 작업 우선
3) Round Robin (RR) - 라운드 로빈
4) Priority Scheduling (우선순위 스케줄링)
3. 선점형 vs. 비선점형 스케줄링
4. 다중 큐 스케줄링 (MLFQ, Multilevel Queue Scheduling)
MLFQ (Multi-Level Feedback Queue) 개념
결론
Chapter 5: 동기화와 교착 상태 (Synchronization & Deadlock)
1. 프로세스 동기화 개념 (Critical Section 문제)
프로세스 동기화란?
임계 구역 문제 (Critical Section Problem)
임계 구역 해결 조건 (Mutual Exclusion, Progress, Bounded Waiting)
2. 세마포어(Semaphore)와 뮤텍스(Mutex)
1) 세마포어(Semaphore)
2) 뮤텍스(Mutex, Mutual Exclusion Object)
3. 교착 상태(Deadlock)의 개념과 발생 조건 (4가지 Coffman 조건)
교착 상태(Deadlock)란?
Coffman의 4가지 조건 (Deadlock 발생 조건)
4. 교착 상태 해결 방법 (회피, 예방, 탐지, 복구)
1) 교착 상태 회피 (Deadlock Avoidance)
2) 교착 상태 예방 (Deadlock Prevention)
3) 교착 상태 탐지 (Deadlock Detection)
4) 교착 상태 복구 (Deadlock Recovery)
결론
Chapter 6: 메모리 관리 (Memory Management)
1. 메모리 계층 구조 (캐시, RAM, 가상 메모리)
메모리 계층 구조 개요
캐시 메모리(Cache Memory)
가상 메모리 (Virtual Memory)
2. 연속 메모리 할당 (Fixed Partition vs. Dynamic Partition)
1) 고정 분할 (Fixed Partition)
2) 동적 분할 (Dynamic Partition)
3. 페이징(Paging)과 세그멘테이션(Segmentation)
1) 페이징(Paging)
2) 세그멘테이션(Segmentation)
4. 스와핑(Swapping)과 페이지 교체 알고리즘 (FIFO, LRU, Optimal)
스와핑(Swapping)
페이지 교체 알고리즘
결론
Chapter 7: 가상 메모리 (Virtual Memory)
1. 가상 메모리 개념과 필요성
가상 메모리(Virtual Memory)란?
가상 메모리의 필요성
2. 주소 변환과 페이지 테이블 (TLB, Multi-level Page Table)
주소 변환 (Address Translation)
페이지 테이블 (Page Table)
TLB (Translation Lookaside Buffer)
다중 레벨 페이지 테이블 (Multi-level Page Table)
3. 페이지 결함(Page Fault)과 핸들링
페이지 결함(Page Fault)이란?
페이지 결함 처리 과정
4. 메모리 압축 및 가비지 컬렉션 (Garbage Collection)
메모리 압축 (Memory Compression)
가비지 컬렉션 (Garbage Collection, GC)
결론
Chapter 8: 파일 시스템 (File System)
1. 파일 시스템의 구조 (디렉토리, 블록, inode)
파일 시스템(File System) 개요
파일 시스템의 기본 구성 요소
2. 파일 시스템의 종류 (FAT, NTFS, ext4, HFS+)
1) FAT (File Allocation Table)
2) NTFS (New Technology File System)
3) ext4 (Fourth Extended Filesystem)
4) HFS+ (Hierarchical File System Plus)
3. 파일 할당 방법 (Contiguous, Linked, Indexed Allocation)
1) 연속 할당 (Contiguous Allocation)
2) 연결 할당 (Linked Allocation)
3) 인덱스 할당 (Indexed Allocation)
4. 저널링 파일 시스템과 RAID (RAID 0, 1, 5, 10)
저널링 파일 시스템 (Journaling File System)
RAID (Redundant Array of Independent Disks)
결론
Chapter 9: 입출력 시스템 (I/O System)
1. 입출력 하드웨어 개요 (디스크, SSD, 네트워크)
입출력 시스템 개요
입출력 장치의 종류
2. DMA(Direct Memory Access)와 I/O 인터럽트
1) DMA (Direct Memory Access)란?
2) I/O 인터럽트 (Interrupt)란?
3. 디스크 스케줄링 알고리즘 (FCFS, SSTF, SCAN, C-SCAN)
디스크 스케줄링이란?
1) FCFS (First Come First Served)
2) SSTF (Shortest Seek Time First)
3) SCAN (전방향 스캔)
4) C-SCAN (Circular SCAN)
4. 캐시(Caching)와 버퍼링(Buffering)의 차이
1) 캐시(Caching)
2) 버퍼링(Buffering)
결론
Chapter 10: 운영체제 보안 (Security & Protection)
1. 운영체제 보안 개념과 원칙 (Confidentiality, Integrity, Availability)
운영체제 보안이란?
CIA 보안 원칙
2. 접근 제어(Access Control) 모델 (DAC, MAC, RBAC)
1) DAC (Discretionary Access Control) - 임의 접근 제어
2) MAC (Mandatory Access Control) - 강제 접근 제어
3) RBAC (Role-Based Access Control) - 역할 기반 접근 제어
3. 사용자 인증 및 권한 관리 (SSO, 2FA, ACL)
1) SSO (Single Sign-On) - 단일 로그인
2) 2FA (Two-Factor Authentication) - 이중 인증
3) ACL (Access Control List) - 접근 제어 목록
4. 보안 위협 및 대응 (멀웨어, 루트킷, 취약점 패치)
1) 멀웨어(Malware)란?
2) 루트킷(Rootkit)과 탐지 방법
3) 취약점 패치(Vulnerability Patching)
결론
Chapter 11: 분산 시스템(Distributed Systems)과 클라우드 OS
1. 분산 시스템 개념과 필요성
분산 시스템(Distributed System)이란?
분산 시스템의 필요성
2. 클라우드 운영체제 (Amazon AWS, Google Cloud, Microsoft Azure)
클라우드 운영체제 개요
클라우드 OS의 특징
3. 컨테이너와 가상화 (Docker, Kubernetes, VM vs Container)
1) 가상 머신(VM) vs 컨테이너(Container)
2) Docker와 Kubernetes 개요
4. 분산 파일 시스템 (HDFS, Google File System)
분산 파일 시스템(Distributed File System)이란?
HDFS (Hadoop Distributed File System)
Google File System (GFS)
결론
Chapter 12: 운영체제의 최신 기술과 미래 전망
1. 실시간 운영체제(RTOS) 개념과 활용 분야
실시간 운영체제(RTOS)란?
RTOS의 특징
RTOS 활용 분야
2. 모바일 운영체제(Android, iOS)와 차이점
모바일 운영체제 개요
Android vs iOS 비교
3. AI 및 머신러닝 기반 운영체제 최적화
운영체제에서 AI 적용 사례
AI 기반 OS 최적화 기술
4. 향후 운영체제 기술의 발전 방향 (Quantum OS, Serverless OS)
1) Quantum OS (양자 운영체제)
2) Serverless OS (서버리스 운영체제)
결론
판 권