프로세스

프로세스의 개념

프로그램

• 저장장치에 저장되어 있는 정적인 상태
• 어떤 데이터를 사용하여 어떤 작업을 할지 그 절차를 적어놓은 것
• 실행될 수 있는 파일
• 요리의 레시피에 비유

프로세스

• 프로그램으로 작성된 절차를 실제 실행을 위해 메모리에 올라온 동적인 상태를 의미
• 수행중인 프로그램
• 요리로 비유

프로세스의 종류

역할

시스템(커널) 프로세스

• 모든 시스템 메모리와 프로세서의 명령에 액세스 할 수 있는 프로세스
• 프로세스 실행 순서를 제어하거나 다른 사용자 및 커널 영역을 침범하지 못하게 감시하고, 사용자 프로세스를 생성하는 기능

사용자 프로세스

• 사용자 코드를 수행하는 프로세스

병행 수행 방법

독립 프로세스

• 다른 프로세스에 영향을 주지 않거나 다른 프로세스의 영향을 받지 않으면서 수행하는 병행 프로세스

협력 프로세스

• 다른 프로세스에 영향을 주거나 다른 프로세스에서 영향을 받는 병행 프로세스

프로세스의 상태

• 프로세스의 상태 변화는 운영체제가 프로세서 스케줄러 이용하여 관리

• 작업 스케줄러는 스풀러가 디스크에 저장한 작업 중 실행할 작업 선정하고 준비 리스트에삽입하여 다중 프로그래밍의 정도 결정

• 프로세스 스케줄러는 선정한 작업의 상태를 변화시키며 프로세스의 생성에서 종료까지 과정 수행

생성 상태(create status)

• 프로그램이 메모리에 올라오고 운영체제로부터 프로세스 제어 블록을 할당받은 상태

• 생성된 프로세스는 바로 실행되는 것이 아니라 준비 상태에서 자기 순서를 기다리며, 프로세스 제어 블록도 같이 준비 상태로 옮겨짐

준비 상태(ready status)

• 실행 대기 중인 모든 프로세스가 자기 순서를 기다리는 상태
• 프로세스 제어 블록은 준비 큐에서 기다리며 CPU 스케줄러에 의해 관리
• CPU 스케줄러는 준비 상태에서 큐를 몇 개 운영할지, 큐에 있는 어떤 프로세스의 프로세스 제어 블록을 실행 상태로 보낼지 결정
• CPU 스케줄러가 어떤 프로세스 제어 블록을 선택하는 작업은 dispatch(PID) 명령으로 처리
• CPU 스케줄러가 dispatch(PID)를 실행하면 해당 프로세스가 준비 상태에서 실행 상태로 바뀌어 작업이 이루어짐

실행 상태(running status)

• 프로세스가 CPU를 할당받아 실행되는 상태
• 실행 상태에 있는 프로세스는 자신에게 주어진 시간, 즉 타임 슬라이스 동안만 작업할 수 있음
• 그 시간을 다 사용하면 timeout(PID)가 실행되어 실행 상태에서 준비 상태로 옮김
• 실행 상태 동안 작업이 완료되면 exit(PID)가 실행되어 프로세스가 정상 종료
• 실행 상태에 있는 프로세스가 입출력을 요청하면 CPU는 입출력 관리자에게 입출력을 요청하고 block(PID)를 실행
• block(PID)는 입출력이 완료될 때까지 작업을 진행할 수 없기 때문에 해당 프로세스를 대기 상태로 옮기고 CPU 스케줄러는 새로운 프로세스를 실행 상태로 가져옴

대기 상태(blocking status)

• 실행 상태에 있는 프로세스가 입출력을 요청하면 입출력이 완료될 때까지 기다리는 상태
• 대기 상태의 프로세스는 입출력장치별로 마련된 큐에서 기다리다가 완료되면 인터럽트가 발생하고, 대기 상태에 있는 여러 프로세스 중 해당 인터럽트로 깨어날 프로세스를 찾는데 이것이 wakeup(PID)
• wakeup(PID)로 해당 프로세스의 프로세스 제어 블록이 준비 상태로 이동

완료 상태(terminate status)

• 프로세스가 종료되는 상태
• 코드와 사용했던 데이터를 메모리에서 삭제하고 프로세스 제어 블록을 폐기
• 정상적인 종료는 간단히 exit( )로 처리
• 오류나 다른 프로세스에 의해 비정상적으로 종료되는 강제 종료를 만나면 디버깅하기 위해 종료 직전의 메모리 상태를 저장장치로 옮기는데 이를 코어 덤프(core dump)라고 함

대부분의 프로세스는 생성, 준비, 실행, 대기, 완료 상태로 운영되며 이 다섯가지 상태를 활성 상태(active stauts)라고 한다.

휴식 상태(pause status)

• 프로세스가 작업을 일시적으로 쉬고 있는 상태
• 유닉스에서 프로그램을 실행하는 동중에 [Ctrl]+[Z] 키를 누르면 볼 수 있음
• 종료 상태가 아니기 때문에 원할 때 다시 시작할 수 있는 상태

보류 상태(suspend status)

• 프로세스가 메모리에서 잠시 쫓겨난 상태
• 프로세스는 다음과 같은 경우에 보류 상태가 됨
  • 메모리가 꽉 차서 일부 프로세스를 메모리 밖으로 내보낼 때
  • 프로그램에 오류가 있어서 실행을 미루어야 할 때
  • 바이러스와 같이 악의적인 공격을 하는 프로세스라고 판단될 때
  • 매우 긴 주기로 반복되는 프로세스라 메모리 밖으로 쫓아내도 큰 문제가 없을 때
  • 입출력을 기다리는 프로세스의 입출력이 계속 지연될 때

프로세스 제어 블록(PCB: Process Control Block)

• PCB는 프로세스는 여러 상태를 오가며 실행되는데 프로세스를 식별하고 여러 정보들을 이용하여 프로세스가 정상적으로 실행될 수 있도록 한다.
• PCB는 OS에 의해 생성되고 관리된다.
  • 운영체제가 프로세스 제어 시 필요한 프로세스 상태 정보 저장
• 어떤 프로그램이 프로세스가 되었다는 것은 디스크에서 메모리로 적제되고 운영체제로 부터 PCB가 생성되었음을 의미한다.
  • 프로세스가 생성되면 메모리에 프로세스 제어 블록 생성, 프로세스가 실행 종료하면 해당 프로세스 제어 블록도 삭제

PCB가 갖는 여러가지 정보

프로세스 식별자

• 각 프로세스의 고유 식별자

• 운영체제 내에 있는 여러 프로세스를 구현하기 위한 구분자

프로세스 상태

• 프로세스가 현재 어떤 상태에 있는지를 나타내는 정보
  • 생성, 준비, 실행, 대기, 중단 등 상태 표시

프로그램 카운터

• 다음에 실행될 명령어의 위치를 가리키는 프로그램 카운터의 값으로 다음 명령의 주소를 표시

레지스터 저장 영역

• 프로세스가 실행되는 중에 사용하던 레지스터의 값
  • 누산기, 인덱스 레지스터, 스텍 포인터, 범용 레지스터, 조건 코드 등의 정보
• 컴퓨터 구조에 따라 수나 형태가 다르다
• 인터럽트가 발생하면 프로그램 카운터와 함께 저장하여 재 실행할 때 원래대로 복귀할 수 있게 한다.

프로세서 스케줄링 정보

• 프로세스의 우선순위, 스케줄링 큐의 포인터, 기타 스케줄 매개변수

계정 정보

• 계정 번호, CPU 할당 시간, CPU 사용 시간 등

메모리 관리 정보

• 프로세스가 메모리의 어디에 있는지 나타내는 메모리 위치 정보, 메모리 보호를 위해 사용하는 경계 레지스터 값과 한계 레지스터 값 등

할당된 자원 정보

• 프로세스를 실행하기 위해 사용하는 입출력 자원이나 오픈 파일 등에 대한 정보

부모 프로세스 구분자와 자식 프로세스 구분자

• 부모 프로세스를 가리키는 PPID와 자식 프로세스를 가리키는 CPID 정보

문맥 교환(Context switching)

• 실행 중인 프로세스의 제어를 다른 프로세스에 넘겨 실행 상태가 되도록 하는 것
• 프로세스 문맥 교환이 일어나면 프로세서의 레지스터에 있던 내용 저장

문맥 교환이 일어나는 경우

• 한 프로세스가 자신에게 주어진 시간을 다 사용한 경우
• 인터럽트가 발생할 경우

프로세스의 구조

• 프로세스는 코드 영역, 데이터 영역, 스텍 영역으로 구성된다.

코드 영역

• 프로그램의 본문이 기술된 곳
• 프로그래머가 작성한 코드가 탑재되며 탑재된 코드는 읽기 전용으로 처리됨

데이터 영역

• 코드가 실행되면서 사용하는 변수나 파일 등의 각종 데이터를 모아놓은 곳
• 데이터는 변하는 값이기 때문에 이곳의 내용은 기본적으로 읽기와 쓰기가 가능

스택 영역

• 운영체제가 프로세스를 실행하기 위해 부수적으로 필요한 데이터를 모아놓은 곳
• 프로세스 내에서 함수를 호출하면 함수를 수행하고 원래 프로그램으로 되돌아올 위치를 이 영역에 저장
• 운영체제가 사용자의 프로세스를 작동하기 위해 유지하는 영역이므로 사용자에게는 보이지 않음

프로세스의 연산

프로세스의 생성과 복사

fork() 시스템 호출의 개념

• 실행 중인 프로세스로부터 새로운 프로세스를 복사하는 함수
• 실행 중인 프로세스와 똑같은 프로세스가 하나 더 만들어짐.

fork() 시스템 호출은 실행 중인 프로세스를 복사하는 함수이다. 이때 실행하던 프로세스는 부모 프로세스 새로 생긴 프로세스는 자식 프로세스로서 부모-자식 관계가 된다.

fork() 시스템 호출의 동작 과정

• fork( ) 시스템 호출을 하면 프로세스 제어 블록을 포함한 부모 프로세스 영역의 대부분이 자식 프로세스에 복사되어 똑같은 프로세스가 만들어짐
• 단, 프로세스 제어 블록의 내용 중 다음이 변경됨
  • 프로세스 구분자
  • 메모리 관련 정보
  • 부모 프로세스 구분자와 자식 프로세스 구분자

fork( ) 시스템 호출의 장점

• 프로세스의 생성 속도가 빠름
• 추가 작업 없이 자원을 상속할 수 있음
• 시스템 관리를 효율적으로 할 수 있음

exec( ) 시스템 호출의 개념

• 기존의 프로세스를 새로운 프로세스로 전환(재사용)하는 함수

  • fork( ): 새로운 프로세스를 복사하는 시스템 호출
  • exec( ): 프로세스는 그대로 둔 채 내용만 바꾸는 시스템 호출
  
  

  exec() 시스템 호출을 사용하는 목적은 프로세스의 구조체를 재활용 하기 위함.

Reference

『IT CookBook, 운영체제(개정3판)』, 구현회 집필, 한빛아카데미

『IT CookBook, 쉽게 배우는 운영체제』, 조성호 집필, 한빛아카데미

『운영체제 : 내부구조 및 설계원리 (6판)』, WILLIAM STALLINGS 저, PEARSON HALL

운영체제의 개요

운영체제의 개념

사용자

• 컴퓨터를 사용하는 사람이나 장치, 다른 컴퓨터 등을 의미

소프트웨어

• 컴퓨터의 기능 수행에 필요한 모든 프로그램

하드웨어

• 기본 연산 자원을 제공하는 프로세서(CPU, 중앙처리장치), 메모리, 주변장치 등

운영체제의 정의

• 사용자와 하드웨어 사이의 중간 매개체로 응용 프로그램의 실행을 제어하고, 자원을 할당 및 관리하며, 입출력 제어 및 데이터 관리와 같은 서비스를 제공하는 소프트웨어
• 응용 프로그램이나 사용자에게 컴퓨터 자원을 사용할 수 있는 인터페이스를 제공하고 그 결과를 돌려주는 시스템 소프트웨어
• 응용 프로그램이나 사용자에게 모든 컴퓨터 자원을 숨기고 정해진 방법으로만 컴퓨터 자원을 사용할 수 있도록 제한

운영체제의 역할

• 하드웨어 및 사용자, 응용 프로그램, 시스템 프로그램 사이에서 인터페이스를 제공

• 프로세서, 메모리, 입출력장치, 통신장치 등 컴퓨터 자원을 효과적으로 활용하려고 조정·관리

• 메일 전송, 파일 시스템 검사, 서버 작업 등 높은 수준의 서비스를 처리하는 응용 프로그램을 제어

• 다양한 사용자에게서 컴퓨터 시스템을 보호하려고 입출력을 제어하며 데이터를 관리

자원 관리

• 컴퓨터 시스템의 자원을 응용 프로그램에 나누어주어 사용자가 원활하게 작업할 수 있도록 함

• 자원을 요청한 프로그램이 여러 개라면 적당한 순서로 자원을 배분하고 적절한 시점에 자원을 회수하여 다른 응용 프로그램에 나누어줌

자원 보호

• 비정상적인 작업으로부터 컴퓨터 자원을 보호

하드웨어 인터페이스 제공

• 사용자가 복잡한 과정 없이 다양한 장치를 사용할 수 있도록 해주는 하드웨어 인터페이스 제공

• CPU, 메모리, 키보드, 마우스와 같은 다양한 하드웨어를 일관된 방법으로 사용할 수 있도록 지원

사용자 인터페이스 제공

• 사용자가 운영체제를 편리하게 사용하도록 지원(예: 윈도우의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI))

운영체제의 필요성

운영체제와 관련된 질문

1. 컴퓨터는 운영체제가 없어도 작동하는가?
   • 컴퓨터는 운영체제가 없어도 작동하지만 기능에 제약이 따른다.
2. 운영체제가 있는 기계와 없는 기계는 어떤 차이가 있는가?
   • 운영체제가 있는 기계는 다양한 응용프로그램을 설치하여 사용할 수 있고 성능 향상을 위한 새로운 기능을 쉽게 추가할 수 있다.
3. 운영체제는 성능을 향상하는 데에만 필요한가?
   • 운영체제는 컴퓨터의 성능을 향상할 뿐 아니라 자원을 관리하고 사용자에게 편리한 인터페이스 환경을 제공한다.
4. 운영체제는 자원을 어떻게 관리하는가?
   • 운영체제는 사용자가 직접 자원에 접근하는 것을 막음으로써 컴퓨터 자원을 보호한다.
5. 사용자는 숨어있는 자원을 어떻게 이용할 수 있는가?
   • 운영체제가 제공하는 사용자 인터페이스와 하드웨어 인터페이스를 이용하여 자원에 접근한다.

운영체제의 목표

운영체제의 목표

효율성

• 자원을 효율적으로 관리하는 것
• 같은 자원을 사용하여 더 많은 작업량을 처리하거나, 같은 작업량을 처리하는 데 보다 적은 자원을 사용하는 것

안정성

• 작업을 안정적으로 처리하는 것

• 사용자와 응용 프로그램의 안전 문제와 하드웨어적인 보안 문제 처리

• 시스템에 문제가 발생했을 때 이전으로 복구하는 결함 포용 기능 수행

확장성

• 다양한 시스템 자원을 컴퓨터에 추가하거나 제거하기 편리한 것

편리성

• 사용자가 편리하게 작업할 수 있는 환경을 제공하는 것
• 프로그램 개발 환경뿐만 아니라 응용 프로그램에 대한 사용자 인터페이스, 즉 사용자와 컴퓨터 시스템이 정보 및 명령을 상호 교환할 수 있는 인터페이스 제공

운영체제의 기능

자원관리

자원: 컴퓨터 시스템의 메모리, 프로세스, 장치, 파일등의 구성 요소

메모리 관리

메인메모리 관리

• 메모리의 어느 부분을 사용하고, 누가 사용하는지 점검
• 메모리에 저장할 프로세스 결정
• 메모리를 할당하고 회수하는 방법 결정

보조기억장치 관리

• 빈 여유 공간 관리
• 새로운 파일 작성 시 저장 장소 할당
• 메모리 접근 요청 스케줄링
• 파일을 생성하고 삭제

프로세스 관리

• 프로세스와 스레드 스케줄링
• 사용자 프로세스와 시스템 프로세스 생성, 제거
• 프로세스 중지, 재수행
• 프로세스 동기화 방법 제공
• 프로세스 통신 방법 제공
• 교착 상태를 방지하는 방법 제공

주변장치(입출력 장치) 관리

• 임시 저장(buffer-caching) 시스템 기능 제공

• 일반 장치용 드라이버 인터페이스 제공

• 특정 장치 드라이버 제공

파일(데이터) 관리

• 파일 생성, 삭제

• 디렉터리 생성, 삭제

• 보조기억장치의 파일 맵핑

• 저장장치에 파일 저장

시스템 관리

시스템 보호(사용자 권한 부여)

• 보호 : 컴퓨터 자원에서 프로그램, 프로세스, 사용자의 접근 제어 방법
• 운영체제는 파일 사용 권한 부여, 데이터 암호화 등 서비스를 제공, 데이터와 시스템 보안
• 컴퓨터 시스템에서는 여러 프로세스 동시 실행 가능하므로 상호 보호해야 함
• 네트워크로 파일 공유 사이트에 접속 시 다른 사용자의 프로그램에서 보호

네트워킹(통신)

• 프로세서는 다양한 방법으로 구성된 네트워크 이용, 완전 접속과 부분 접속 방법으로 연결
• 연결된 프로세서가 통신을 할 때는 경로 설정, 접속 정책, 충돌, 보안 등 고려(운영체제가 관리)

명령 해석기

• 명령 해석기(command interpreter)는 운영체제에서 중요한 시스템 프로그램
• 대화형으로 입력한 명령어를 이해하고 실행하는 사용자와 운영체제의 인터페이스
• 사용자가 입력한 명령은 제어문으로 운영체제에 전달하는데, 이 전달을 명령 해석기가 담당
• 인터페이스 역할을 할 뿐 운영체제는 아님
• 커널과 분리하는 것이 좋음(명령 해석기의 인터페이스 변경 가능)
  • 분리하지 않으면 사용자가 커널의 코드를 변경할 수 없어 인터페이스를 변경 불가

운영체제 역사

운영체제의 유형

일괄 처리 시스템

일괄 처리 시스템은 초기의 컴퓨터 시스템에서 사용된 형태로, 일정량 또는 일정 기간 동안 데이터를 모아서 한꺼번에 처리하는 방식

• 유휴 상태의 시간을 없애기 위해 여러개의 작업을 단일 작업으로 만듬

• 작업의 준비 및 실행 순서를 자동화함으로써 시스템의 성능을 높임

• 작업을 실행하면 끝날때까지 아무것도 할 수 없음

다중 프로그래밍 시스템

하나의 CPU와 주기억장치를 이용하여 여러개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식

• 한 번에 하나의 작업만 가능한 일괄 처리 시스템에 비해 효율성이 뛰어남

• 시간을 분할하는 방법 때문에 여러 작업이 동시에 실행되는 것처럼 보임

  • 프로그램들 사이에 스케줄링을 통하여 CPU사용을 늘림
  • CPU 사용 시간을 아주 잘게 쪼개어 여러 작업에 나누어줌

• 여러 작업을 준비 상태로 두려면 이를 메모리에 보관, 일정 형태의 메모리를 관리해야 함
  여러 작업이 수행할 준비를 갖추고 있으면, 이 중 하나를 선택하는 결정 방법 필요

시분할 시스템

여러 명의 사용자가 사용하는 시스템에서 컴퓨터가 사용자들의 프로그램을 번갈아가며 처리해줌으로써 각 사용자에게 독립된 컴퓨터를 사용하는 느낌을 주는 것으로, 라운드 로빈(Round Robin)방식이라고도 함

• 다중 프로그래밍을 논리적으로 확장한 개념, 프로세서가 다중 작업을 교대로 수행
• 다수의 사용자가 동시에 컴퓨터의 자원을 공유할 수 있는 기술
• 여러 사용자에게 짧은 간격으로 프로세서 번갈아 할당, 마치 자기 혼자 프로세서를 독점하고 있는 양 착각하게 하여 여러 사용자가 단일 컴퓨터 시스템을 동시 사용 가능
• CPU 사용 시간을 잘게 쪼개어 작업들에 나누어줌으로써 모든 작업이 동시에 처리되는 것처럼 보임

다중 처리 시스템

여러개의 CPU와 하나의 주기억장치를 이용하여 여러 개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식

• 여러 프로세서와 시스템 버스, 클록, 메모리와 주변장치 등 공유

• 빠르고, 프로세서 하나가 고장 나도 다른 프로세서 사용하여 작업 계속, 신뢰성 높음

• 프로세서 간의 연결, 상호작용, 역할 분담 등을 고려해야 함

• 다중 처리 시스템을 구성하는 방법에는 비대칭(주종)적 구성과 대칭적 구성이 있음

실시간 처리 시스템

데이터 발생 즉시, 또는 데이터 처리 요구가 있는 즉시 처리하여 결과를 산출하는 방식

• 처리시간이 단축되고, 처리 비용이 절감

실시간 처리 시스템의 두 가지 유형

경성 실시간 처리 시스템(hard real time processing system)

• 작업의 실행 시작이나 완료에 대한 시간 제약 조건을 지키지 못할 때 시스템에 치명적인 영향을 주는 시스템

• 무기 제어, 발전소 제어, 철도 자동 제어, 미사일 자동 조준 등이 이에 해당

• 보장되는 컴퓨팅, 시간의 정확성과 컴퓨팅 예측성을 갖게 해야 함

연성 실시간 처리 시스템(soft real time processing system)

• 작업 실행에서 시간 제약 조건은 있으나, 이를 지키지 못해도 전체 시스템에 치명적인 영향을 미치지 않는 시스템

• 동영상은 초당 일정 프레임frame 이상의 영상을 재생해야 한다는 제약이 있으나, 일부 프레임을 건너뛰어도 동영상을 재생 시스템에는 큰 영향을 미치지 않음

분산 처리 시스템

여러개의 컴퓨터(프로세서)를 통신 회선으로 연결하여 하나의 작업을 처리하는 방식

• 시스템마다 독립적인 운영체제와 메모리로 운영, 필요 시 통신하는 시스템

• 사용자에게는 중앙집중식 시스템처럼 보이는데, 다수의 독립된 프로세서에서 실행

• 데이터를 여러 위치에서 처리·저장, 여러 사용자가 공유

• 하나의 프로그램을 여러 프로세서에서 동시에 실행

운영체제의 구조

커널과 인터페이스

커널

• 프로세스 관리, 메모리 관리, 저장장치 관리와 같은 운영체제의 핵심적인 기능을 모아놓은 것

인터페이스

• 커널에 사용자의 명령을 전달하고 실행 결과를 사용자에게 알려주는 역할

• 그래픽을 사용한 인터페이스를 GUI(graphical User Interface)라 부름

시스템 호출과 디바이스 드라이버

시스템 호출

• 커널이 자신을 보호하기 위해 만든 인터페이스

• 커널은 사용자나 응용 프로그램으로부터 컴퓨터 자원을 보호하기 위해 자원에 직접 접근하는 것을 차단

  • 응용 프로그램이 하드웨어 자원에 접근하거나 운영체제가 제공하는 서비스를 이용하려 할 때는 시스템 호출을 사용해야 함

  • 운영체제는 커널이 제공하는 서비스를 시스템 호출로 제한하고 다른 방법으로 커널에 들어오지 못하게 막음으로써 컴퓨터 자원을 보호

  • 시스템 호출은 커널이 제공하는 서비스를 이용하기 위한 인터페이스이며, 사용자가 자발적으로 커널 영역에 진입할 수 있는 유일한 수단임

직접 접근

• 두 응용 프로그램이 자기 마음에 드는 위치에 데이터를 저장하려고 함

• 다른 사람의 데이터를 지울 수도 있고 내 데이터가 다른 사람에 의해 지워질 수도 있음

시스템 호출을 통한 접근

• 응용 프로그램이 직접 하드디스크에 데이터를 저장하지 않고 커널이 제공하는 write( ) 함수를 사용하여 데이터를 저장해달라고 요청

• 커널이 데이터를 가져오거나 저장하는 것을 전적으로 책임지기 때문에 컴퓨터 자원 관리가 수월

드라이버

• 커널과 하드웨어의 인터페이스 담당하며 디바이스 드라이버라고도 불림

• 마우스와 같이 간단한 제품은 드라이버를 커널이 가지고 있으나, 그래픽카드와 같이 복잡한 하드웨어의 경우 제작자가 드라이버를 제공 함

커널의 구성

단일형 구조 커널

• 초창기의 운영체제 구조

• 커널의 핵심 기능을 구현하는 모듈들이 구분 없이 하나로 구성

<장점>

• 모듈 간의 통신 비용이 줄어들어 효율적인 운영이 가능

<단점>

• 모든 모듈이 하나로 묶여 있기 때문에 버그나 오류를 처리하기가 어려움
• 운영체제의 여러 기능이 서로 연결되어 있어 상호 의존성이 높기 때문에 기능상의 작은 결함이 시스템 전체로 확산될 수 있음
• 다양한 환경의 시스템에 적용하기 어려움
• 현대의 운영체제는 매우 크고 복잡하기 때문에 완전 단일형 구조의 운영체제를 구현하기가 어려움

계층형 구조 커널

• 비슷한 기능을 가진 모듈을 묶어서 하나의 계층으로 만들고 계층 간의 통신을 통해 운영체제를 구현하는 방식

마이크로 구조 커널

• 프로세스 관리, 메모리 관리, 프로세스 간 통신 관리 등 가장 기본적인 기능만 제공

• 커널의 각 모듈은 세분화되어 존재하고 모듈 간의 정보 교환은 프로세스 간 통신을 이용하여 이루어짐

Reference

『IT CookBook, 운영체제(개정3판)』, 구현회 집필, 한빛아카데미

『IT CookBook, 쉽게 배우는 운영체제』, 조성호 집필, 한빛아카데미

『운영체제 : 내부구조 및 설계원리 (6판)』, WILLIAM STALLINGS 저, PEARSON HALL