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[비전공개발자 위한 IT지식] 3장. 개발자를 위한 운영체제의 이해 #2
운영체제는 마치 집 안의 숨겨진 집사와 같습니다. 티는 안 나지만, 우리가 키보드 하나 치고 마우스 한번 클릭하는 그 순간부터 백그라운드에서는 엄청난 일이 벌어지고 있죠. 여러분이 메모장을 열든, 영화를 보든, 게임을 하든, 이 모든 작업 뒤에는 운영체제가 묵묵히 일하고 있습니다. 오늘은 개발자라면 꼭 이해해야 할 이 '숨은 일꾼'의 핵심 서비스들을 하나씩 살펴보겠습니다.
� 프로세스 관리: "누가 먼저, 누가 나중?" 운영체제의 주된 역할 중 하나는 바로 '프로세스 관리'입니다. 우리가 앱을 실행할 때마다 새로운 프로세스가 생성되고, CPU를 사용할 수 있는 차례를 기다립니다. 이건 마치 커피숍에서 주문한 손님들이 음료를 받기 위해 기다리는 것과 같죠. 여기에는 FCFS, SJF, 라운드 로빈 등 다양한 순번 정하기 방식(스케줄링 알고리즘)이 동원됩니다.
뿐만 아니라, 프로세스끼리 서로 얘기를 주고받는 것도 필요합니다. 예를 들어, 하나는 영상 데이터를 만들고, 다른 하나는 그걸 화면에 보여줘야 하니까요. 이런 통신을 도와주는 게 바로 파이프, 메시지 큐, 공유 메모리 같은 'IPC(프로세스 간 통신)' 도구입니다.
� 메모리 관리: "누구 방 쓸래?"여러 사람이 쉐어하우스에 살면 방 배정이 중요하듯, 여러 프로그램이 동시에 실행될 때는 메모리도 공정하게 나눠줘야 합니다. 운영체제는 각 프로세스가 자신에게 할당된 공간을 넘지 않도록 감시하면서, 효율적으로 방을 배정해 줍니다.
이때 등장하는 개념이 바로 '가상 메모리'. 실제로는 없는 주소지만, 마치 있는 것처럼 꾸며주는 이 기술 덕분에 우리는 물리 메모리보다 더 많은 데이터를 다룰 수 있게 되죠. 페이징, 세그먼테이션 같은 기법도 이 과정에서 활약합니다.
� 파일 시스템 관리: "파일 잘 보관해 드릴게요" 파일 시스템은 마치 정리 잘 된 서재와 같습니다. 책이 아무 데나 꽂혀 있다면 찾기 어렵겠죠. 운영체제는 파일과 디렉터리를 체계적으로 정리하고, 우리가 '문서 열기', '저장하기', '삭제하기' 같은 일을 할 수 있도록 돕습니다.
파일을 저장하는 방식도 제각각인데, 연속으로 저장할 수도 있고, 중간중간 띄엄띄엄 저장할 수도 있습니다. 요즘은 저널링, 스냅샷, 암호화 기능이 있는 똑똑한 파일 시스템도 많죠. 마치 자동 백업되는 클라우드 문서함 같은 느낌입니다.
�️ 입출력 시스템 관리: "버튼 누르면 바로 반응?"프린터가 말썽일 때, 마우스 클릭이 먹통일 때... 이건 대개 입출력 장치 관리 문제일 수 있습니다. 운영체제는 다양한 장치들과의 소통을 도맡아 합니다. 드라이버를 통해 말이죠.
또한 성능을 높이기 위해 '버퍼링'(잠시 저장), '캐싱'(자주 쓰는 것 보관), '스풀링'(출력 대기열 관리) 등의 기법도 쓰입니다. 요청을 처리하는 방식은 폴링, 인터럽트, DMA 등 여러 가지가 있고요. 그야말로 전천후 장치 관리자입니다.
� 보안과 보호: "열쇠를 관리하는 사람" 누가 언제 어디에 접근할 수 있을지 정하는 것, 그리고 나쁜 의도를 가진 침입자를 막는 것. 운영체제는 이런 보안의 문지기 역할도 합니다. 사용자 인증부터 파일 접근 권한, 네트워크 방화벽까지—보이지 않는 곳에서 시스템을 지켜주는 든든한 파수꾼이죠.
� 네트워킹: "인터넷을 탄생시킨 숨은 손길" 우리가 브라우저를 켜고 웹사이트에 접속할 수 있는 건 운영체제 덕분입니다. 네트워크 카드와 드라이버, TCP/IP 프로토콜 스택, 소켓 통신까지—all 운영체제가 담당합니다. 그 덕에 우리는 거리와 상관없이 연결되고, 채팅하고, 스트리밍하고, 클라우드 문서를 열 수 있게 되었죠.
� 사용자 인터페이스: "명령어냐, 클릭이냐" 운영체제는 우리와 직접 대화하는 창구이기도 합니다. CLI(Command Line Interface)는 타자 치며 명령하는 개발자 스타일이고, GUI(Graphical User Interface)는 아이콘 클릭으로 조작하는 일반 사용자 스타일이죠. 각각의 장단점이 있으며, 개발자는 CLI에도 익숙해져야 효율적인 작업이 가능합니다.
� 개발자의 관점에서 운영체제란?개발자는 운영체제의 서비스를 의식하든 하지 않든 계속 사용하고 있습니다. 파일을 저장할 때, 메모리를 할당할 때, 네트워크 요청을 보낼 때… 이 모든 것이 시스템 호출(system call)을 통해 운영체제와 대화하는 과정입니다.
그리고 중요한 건—이 서비스들은 플랫폼마다 조금씩 다릅니다. Windows, Linux, macOS의 차이를 이해하고 POSIX 같은 표준 인터페이스를 활용하는 것이 크로스 플랫폼 개발의 핵심입니다. 결국 운영체제를 이해하는 개발자는 플랫폼을 가리지 않고, 더 튼튼하고 확장성 있는 소프트웨어를 만들 수 있게 됩니다.
운영체제는 소리 없는 조력자입니다. 우리가 잘 모른다고 해도 늘 그 자리에 있고, 우리가 잘 이해한다면 더 좋은 코드를 짤 수 있게 도와줍니다. 그 세계로 한 발 더 들어가 볼까요?
