명품 운영체제

컴퓨터 시스템의 지배자이며 소프트웨어의 왕인 운영체제를 아는 것은, ‘소프트웨어 개발자’를 꿈꾸는 사람들이 컴퓨터 전문가로 들어서는 기반 지식임을 부인할 수 없다. 오늘날 개발자가 되려는 많은 사람들이 프로그래밍 언어를 배우고 코딩을 익혀가고 있다. 코딩에 눈을 뜨고 지식이 늘어가면서 다음과 같은 여러 의문들이 생겨나게 된다.
프로그램은 누가 실행시키는 것일까, CPU일까 운영체제일까? 내가 작성할 수 있는 프로그램의 최대 크기는 얼마일까? new나 malloc()으로 동적 할당 받을 수 있는 메모리의 최대량은 얼마일까? 여기서 메모리는 RAM인가? 여러 프로그램들이 하나의 컴퓨터에서 어떻게 동시에 실행될까? 많은 프로그램을 동시에 실행시켜도 문제는 없을까? 파일을 읽기 전에 파일을 열어야 하는데 연다는 것이 도대체 뭘까? 파일을 읽을 때 open()/ read()와 fopen()/fread() 중 어떤 것을 사용하는 것이 더 좋은 것일까? 파일은 디스크 어디에 저장되는 것일까? 두 프로그램이 동시에 같은 파일에 읽거나 쓰면 결과는 어떻게 될까? 운영체제는 시스템을 다스리는 규칙일까 하드웨어일까 실체가 있는 프로그램일까? 급기야 운영체제는 꼭 있어야 하는 것일까?
이런 의문들에 대한 답은 운영체제를 이해함으로써 얻을 수 있다. 저자는 운영체제의 학습 목적을 다음과 같이 정리한다.
소프트웨어 개발자로서 프로그램이 컴퓨터에서 실행되는 과정과 이 과정 전체를 통제하는 운영체제의 역할을 이해하는데 있다. 프로그램이 코드, 데이터, 힙, 스택으로 나뉘어 메모리에 적재되어 관리되고, 시스템 호출의 과정을 통해 운영체제의 기능을 활용하는 등, 이 과정을 앎으로서 기반이 튼튼한 개발자로 성장하게 된다.
컴퓨터 시스템 전문가로서 운영체제를 개발하거나 수정하는 능력의 기초를 닦는 데 있다. 컴퓨터의 모든 자원들을 독점 관리하는 주체로서, 운영체제는 컴퓨터 시스템의 성능을 최적화하는 다양한 방법들을 구사함을 알게 한다. 많은 프로그램을 동시에 실행시키는 메모리 관리 기법, 여러 프로세스들의 효율적인 스케줄링, 공유 데이터에 대한 다중 프로그램의 충돌을 막는 기법, 수많은 파일을 저장하고 관리하는 효율적인 방법 등 다 양한 시스템 구조와 알고리즘들을 알게 하고, 컴퓨터 시스템의 성능에 눈을 뜨게 한다.

[목 차]

Chapter 01 운영체제의 시작과 발전
1. 운영체제 개념
2. 운영체제의 태동
3. 운영체제의 발전
요약
연습문제

Chapter 02 컴퓨터 시스템과 운영체제
1. 컴퓨터 시스템과 하드웨어
2. 컴퓨터 시스템과 운영체제
3. 커널과 시스템 호출
4. 운영체제와 인터럽트
요약
연습문제

Chapter 03 프로세스와 프로세스 관리
1. 프로세스 개요
2. 커널의 프로세스 관리
3. 프로세스의 계층 구조
4. 프로세스 제어(fork, exec, wait, exit)
요약
연습문제

Chapter 04 스레드와 멀티스레딩
1. 프로세스의 문제점
2. 스레드 개념
3. 스레드 주소 공간과 컨텍스트
4. 커널 레벨 스레드와 사용자 레벨 스레드
5. 멀티스레드 구현
6. 멀티스레딩에 관한 이슈
요약
연습문제

Chapter 05 CPU 스케줄링
1. CPU 스케줄링 개요
2. CPU 스케줄링 기본
3. 다양한 CPU 스케줄링 알고리즘
4. 멀티 코어 CPU에서의 스케줄링
요약
연습문제

Chapter 06 스레드 동기화
1. 스레드 동기화의 필요성
2. 상호배제
3. 멀티스레드 동기화 기법
4. 생산자 소비자 문제
요약
연습문제

Chapter 07 교착상태
1. 교착상태 문제 제기
2. 교착상태
3. 교착상태 해결
요약
연습문제

Chapter 08 메모리 관리
1. 메모리 계층 구조와 메모리 관리 핵심
2. 메모리 주소
3. 물리 메모리 관리
4. 연속 메모리 할당
5. 세그먼테이션 메모리 관리
요약
연습문제

Chapter 09페이징 메모리 관리
1. 페이징 메모리 관리 개요
2. 페이징의 주소 체계
3. 페이지 테이블의 문제점과 TLB
4. 심화 학습: 페이지 테이블의 낭비 문제 해결
요약
연습문제

Chapter 10 가상 메모리
1. 물리 메모리의 한계
2. 가상 메모리 개념
3. 요구 페이징(demand paging)
4. 참조의 지역성과 작업 집합
5. 프레임 할당
6. 페이지 교체
요약
연습문제

Chapter 11 파일 시스템 관리
1. 파일 시스템과 저장 장치
2. 파일 시스템의 논리 구조
3. 파일 시스템 구축
4. 파일 입출력 연산
요약
연습문제

Chapter 12 대용량 저장 장치 관리
1. 저장 장치 개요
2. 하드 디스크 장치
3. 디스크 스케줄링 알고리즘
4. 디스크 포맷
5. SSD 저장 장치
요약
연습문제