운영체제 1

출처 인프런 운영체제 공룡책 강의

🚫 아래 내용은 주관적인 생각이므로 사실과 다를 수 있습니다.

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컴퓨터란?

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• 정보를 처리하는 기계

정보란?

정보에 대해 Claude Elwood Shannon이라는 사람이 구체적으로 정의 내린바 있다.

• 정보량 $I(x) = -\log_2 P(x)$
• 정답을 모르고도 맞췄을 확률 $P(x)$

주사위의 경우

정답을 모르고도 맞췄을 확률 $P(x)$은 $\frac{1}{6}$이다
$\frac{1}{6}$ = $6^{-1}$이고,
$-\log_2 6^{-1}$ = $\log_2 6$이므로,
정보량 $I(x) = \log_2 6$이다

동전의 경우

정답을 모르고도 맞췄을 확률 $P(x)$은 $\frac{1}{2}$이다
$\frac{1}{2}$ = $2^{-1}$이고,
$-\log_2 2^{-1}$ = $\log_2 2$이므로,
정보량 $I(x) = \log_2 2 = 1$이다

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정보의 최소단위 비트(Bit)

Binary digit의 약자인 비트(Bit)는 정보의 최소 단위이며,
위의 동전의 경우와 같이 확률이 $\frac{1}{2}$이 되는 사건의 단위가 비트(Bit)다

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정보의 정의

불확실한 상황을 계측해서 수치상으로 표현한 것이 정보

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정보의 단위

최소단위 bit
8 bit = 1 byte
$2^{1024}$ byte = 1 mega byte
$2^{1024}$ mb = 1 giga byte
…

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정보의 처리

정보의 상태 변환: 0 -> 1, 1 -> 0
부울 대수(Boolean Algebra): NOT, AND, OR
논리 게이트: NOT, AND, OR, XOR, NAND, NOR
논리 회로: IC(Integrated Circuit), LSI(Large Scale IC), VLSI(Very LSI), ULSI, SoC…

저장: 플립-플롭
전송: 데이터 버스

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컴퓨터의 범용성

범용성: Universality

NOT, AND, OR 게이트만 있으면 모든 계산을 할 수 있다
NAND 게이트 하나면 NOT, AND, OR 게이트를 대체할 수 있다
범용 컴퓨터: General-purpose Computer

범용 컴퓨터: 소프트웨어가 하고자 하는 모든 연산을 해줄 수 있는 컴퓨터
-> 사용 목적이 소프트웨어로 정해진다

계산가능성: Computability

Turing-computable: 튜링 머신으로 계산가능한 것
정지 문제(Halting Problem): 튜링 머신으로 풀 수 없는 문제

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컴퓨터의 기원

시초: 앨런 튜링(Alan Turing)의 Turing Machine
시작: 존 폰 노이만(John von Neumann) - ISA(Instruction Set Architecture)

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프로그램이란?

컴퓨터 하드웨어에게 특정 명령어들의 집합을 실행시키는 것이 프로그램이다

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OS란?

컴퓨터에서 항상 실행되고 있는 프로그램
어플리케이션 프로그램들에게 시스템 서비스를 제공한다
프로세스, 리소스, 사용자 인터페이스 등을 관리한다