1. 운영체제 기초 - 3과목 운영체제

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1. 운영체제 기초 - 3과목 운영체제

지난 시간까지 데이터베이스 구축에 대해 알아봤습니다. 기본적인 SQL과 데이터 베이스 구축에 대한 전반적인 내용을 다뤘으며, 모두 시험에 매우 중요한 부분입니다.

그에 비하면 운영체제 파트는 비교적 적게 출제되지만, 매회 한 문제이상을 출제되는 파트이므로 한번씩 읽고 지나가시길 바랍니다.

이번 시간은 각 운영체제의 특징들에 대한 내용을 다루도록 하겠습니다.

운영체제란?

운영체제(Operating System, OS)는 컴퓨터 시스템의 핵심 소프트웨어입니다. 이 소프트웨어는 하드웨어 자원을 효율적으로 관리하고, 응용 프로그램이 하드웨어와 원활하게 상호작용할 수 있도록 지원합니다.

간단히 말하면, 운영체제는 컴퓨터를 동작시키는 데 필요한 모든 작업을 처리합니다. 이에는 컴퓨터 부팅, 자원 할당(예: CPU, 메모리), 파일 관리, 네트워킹, 사용자와의 상호작용 등이 포함됩니다.

기억장치

기억장치란 컴퓨터가 데이터를 저장하고 처리하는 공간

기억장치 종류

레지스터(CPU)

레지스터는 중앙 처리 장치(CPU) 내에 위치한 매우 빠른 속도로 액세스할 수 있는 작은 저장 공간입니다. 예를 들어, 데이터를 임시로 저장하거나 산술 연산을 수행할 때 사용됩니다.

캐시 메모리

캐시 메모리는 CPU와 주 기억장치(주로 RAM) 사이에 위치한 빠르고 작은 메모리입니다. CPU가 자주 액세스하는 데이터나 명령어를 저장하여 CPU의 성능을 향상시키고 메모리 접근 시간을 줄입니다. 예를 들어, L1 캐시, L2 캐시, L3 캐시 등이 있습니다

주기억장치 (ROM,RAM)

주기억장치는 컴퓨터가 실행 중인 프로그램과 데이터를 저장하는 공간입니다.

주기억장치에는 읽기 전용 메모리(ROM)와 읽기/쓰기 가능한 메모리(RAM)가 있습니다.

ROM은 컴퓨터가 부팅될 때 필요한 기본 입력/출력 시스템과 부트로더를 저장하는 데 사용됩니다.

RAM은 프로그램 실행 중에 데이터와 명령어를 저장하는 데 사용됩니다.

[pointer가 저장되는 공간]

보조기억장치

보조기억장치는 주기억장치보다 용량이 크고, 비교적 저렴하며, 비휘발성인 저장 장치입니다. 주로 데이터와 프로그램을 장기적으로 저장하고 보존하는 데 사용됩니다.

예를 들어 하드 디스크 드라이브(HDD), SSD(Solid State Drive), 광학 디스크(예: CD, DVD, Blu-ray) 등이 있습니다

연관 메모리

연관 메모리는 주기억장치와 보조기억장치 사이에 위치한 캐시 메모리의 일종입니다.

연관 메모리는 캐시 메모리와 유사하게 작동하지만, 주로 보조기억장치의 일부를 주기억장치처럼 사용하여 주기억장치와의 데이터 전송을 최적화합니다.

예를 들어 하드웨어 레벨에서 사용되는 SSD 캐시가 연관 메모리의 한 예입니다.

시스템 소프트웨어

시스템 소프트웨어의 대표적인 프로그램이 운영체제입니다.
시스템 소프트웨어(System Software)는 컴퓨터 시스템을 운영하기 위해 필요한 기본 소프트웨어입니다.

이러한 소프트웨어는 하드웨어와 응용 소프트웨어 사이의 인터페이스 역할을 하며, 하드웨어 자원을 효율적으로 관리하고 응용 프로그램을 실행할 수 있도록 환경을 제공합니다.

시스템 소프트웨어 종류

로더 (Loader)

프로그램을 메모리에 적재하고 실행을 준비하는 역항

로더는 컴퓨터의 주기억장치에 있는 실행 파일(프로그램)을 디스크나 다른 보조기억장치에서 로드하여 실행하는 시스템 소프트웨어입니다.

링커 (Linker)

링커는 프로그램이 여러 개의 소스 파일로 구성되어 있을 때, 이를 하나의 실행 파일로 결합하여 링크하는 역할을 합니다.

목적파일을 실행파일로 변환하기 위해 모아오는 장치

유틸리티 (Utility)

유틸리티는 시스템 관리를 돕는 각종 도구 및 프로그램으로, 파일 관리, 디스크 관리, 네트워크 관리, 보안, 데이터 복구 등 다양한 작업에 사용됩니다.

번역기 (Compiler, Assembler)

번역기는 고급 언어로 작성된 소스 코드를 기계어로 변환해주는 역할을 합니다. 컴파일러는 고급 언어를 기계어로 번역하고, 어셈블러는 어셈블리 언어를 기계어로 번역합니다.

장치 드라이버 (Device Driver)

장치 드라이버는 하드웨어와 운영체제 간의 통신을 담당하는 소프트웨어입니다. 이를 통해 운영체제는 다양한 하드웨어와 상호작용할 수 있습니다.

운영체제 (Operating System)

운영체제는 컴퓨터의 자원을 효율적으로 관리하고 응용 소프트웨어가 하드웨어와 상호작용할 수 있도록 지원하는 시스템 소프트웨어입니다.

시스템 소프트웨어 구성

제어프로그램이란?

제어프로그램은 컴퓨터 시스템의 여러 부분을 제어하고 조정하는 데 사용되는 소프트웨어입니다. 주로 운영체제 내의 일부로 구현되며, 하드웨어 자원의 할당, 프로세스 관리, 입출력 제어 등을 담당합니다.

제어프로그램은 컴퓨터 시스템이 효율적으로 동작할 수 있도록 보장하며, 사용자 및 응용 프로그램과의 상호작용을 조율합니다.

감시프로그램 (Monitor Program)

감시프로그램은 컴퓨터 시스템의 상태를 모니터링하고, 시스템 오류나 문제를 감지하는 데 사용되는 소프트웨어입니다. 시스템의 성능, 자원 사용량, 에러 메시지 등을 모니터링하여 문제를 식별하고 조치를 취할 수 있도록 합니다.

작업관리프로그램 (Job Management Program)

작업관리프로그램은 컴퓨터 시스템에 제출된 작업들을 효율적으로 관리하는 데 사용되는 소프트웨어입니다. 작업 스케줄링, 우선순위 설정, 작업 간의 자원 할당 등을 담당하여 여러 작업이 원활하게 실행될 수 있도록 합니다.

데이터 관리 프로그램 (Data Management Program)

데이터 관리 프로그램은 데이터를 효율적으로 저장, 검색, 조작하는 데 사용되는 소프트웨어입니다. 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)과 같은 소프트웨어가 데이터의 구조화, 보관, 백업, 복구 등을 담당하여 데이터의 안전성과 가용성을 보장합니다.

처리프로그램이란

처리프로그램은 컴퓨터에서 데이터를 처리하고 작업을 수행하는 데 사용되는 소프트웨어입니다. 주로 데이터를 입력받아 연산, 계산, 변환, 분석 등의 처리과정을 거친 후 결과를 출력하는 역할을 합니다. 예를 들어 계산기 프로그램, 데이터베이스 관리 프로그램, 그래픽 디자인 소프트웨어 등이 처리프로그램에 해당할 수 있습니다.

서비스프로그램 (Service Program)

서비스프로그램은 컴퓨터 시스템이나 네트워크에서 특정 기능이나 서비스를 제공하기 위해 실행되는 소프트웨어입니다. 예를 들어 웹 서버, 데이터베이스 서버, 파일 서비스 등이 서비스프로그램에 해당할 수 있습니다. 이러한 프로그램들은 다른 컴퓨터나 애플리케이션과의 상호작용을 통해 특정 서비스를 제공하거나 관리합니다.

문제프로그램 (Problem Program)

문제프로그램은 컴퓨터에서 해결해야 할 특정 문제를 해결하기 위해 작성된 소프트웨어입니다. 주로 개발자나 사용자가 특정 목적을 위해 프로그래밍하여 만든 프로그램이며, 예를 들어 계산, 데이터 처리, 시뮬레이션, 게임 등의 다양한 목적을 위해 작성될 수 있습니다.

운영체제 특징

자원 관리: 운영체제는 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리합니다. 이는 CPU, 메모리, 저장장치, 입출력 장치 등의 자원을 효율적으로 할당하고 관리하여 시스템 전반의 성능을 최적화합니다.
1. 운영체제 과목에서 가장 중요하게 다뤄지는 부분입니다.
프로세스 관리: 운영체제는 다중 프로세스를 관리하고 실행하는 데 필요한 기능을 제공합니다. 이는 프로세스의 생성, 스케줄링, 동기화, 통신 등을 담당하여 여러 프로그램이 동시에 실행될 수 있도록 합니다.
메모리 관리: 운영체제는 시스템의 주기억장치를 효율적으로 관리합니다. 이는 메모리의 할당 및 해제, 가상 메모리 관리 등을 수행하여 다양한 프로세스가 메모리를 공유하고 효율적으로 사용할 수 있도록 합니다.
파일 시스템 관리: 운영체제는 파일과 디렉토리의 생성, 삭제, 읽기, 쓰기 등을 관리합니다. 이는 파일 시스템을 구성하고 사용자가 데이터를 보관하고 접근할 수 있는 인터페이스를 제공합니다.
입출력 관리: 운영체제는 입출력 장치와의 상호작용을 관리합니다. 이는 입출력 요청을 조정하고 장치 드라이버를 통해 하드웨어와 통신하여 데이터의 전송 및 처리를 수행합니다.
사용자 인터페이스: 운영체제는 사용자와 시스템 간의 상호작용을 위한 인터페이스를 제공합니다. 이는 명령 줄 인터페이스(CLI)나 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 통해 사용자가 시스템을 조작하고 프로그램을 실행할 수 있도록 합니다.
보안 및 권한 관리: 운영체제는 시스템의 보안을 유지하고 사용자의 권한을 관리합니다. 이는 접근 제어, 사용자 인증, 데이터 보호 등의 기능을 제공하여 시스템의 안전성을 유지합니다.
에러 처리: 운영체제는 시스템에서 발생하는 에러나 예외 상황을 처리합니다. 이는 에러 메시지의 표시, 예외 처리, 시스템 복구 등을 수행하여 시스템의 안정성을 유지합니다.

운영체제 기능

프로세스 관리(Process Management)
- 프로세스의 생성, 실행, 일시 정지, 중단, 종료 등을 관리합니다.
- 프로세스간의 통신과 동기화를 지원합니다.
메모리 관리(Memory Management)
- 주기억장치(RAM)의 할당과 해제를 관리하여 프로세스들이 메모리를 효율적으로 사용할 수 있도록 합니다.
- 가상 메모리를 구현하여 실제 메모리 용량을 넘어서는 프로그램도 실행 가능하게 합니다.
파일 관리(File Management)
- 파일의 생성, 삭제, 읽기, 쓰기, 검색 등을 관리하고 제어합니다.
- 파일 시스템을 통해 파일의 구조화된 저장과 접근을 지원합니다.
입출력 관리(I/O Management)
- 입출력 장치의 제어와 관리를 수행합니다.
- 입출력 장치와의 효율적인 데이터 전송을 관리하고 조절합니다.
보조기억장치 관리(Secondary Storage Management)
- 하드 디스크, SSD 등의 보조기억장치를 관리합니다.
- 보조기억장치의 할당과 해제, 파일 시스템과의 상호작용을 담당합니다.
네트워킹(Networking)
- 네트워크를 통한 통신을 관리하고 지원합니다.
- 네트워크 프로토콜의 구현과 데이터 전송을 제어합니다.
정보 보안 관리(Security Management)
- 시스템의 보안을 관리하고 보호합니다.
- 접근 제어, 인증, 암호화, 방화벽 등의 기능을 제공하여 시스템과 데이터를 보호합니다.
명령해석(Command Interpretation)
- 사용자가 입력한 명령을 해석하고 실행하는 인터페이스를 제공합니다.
- CLI(Command Line Interface)나 GUI(Graphical User Interface)를 통해 사용자와 상호작용합니다.

운영체제 운용 기법

일괄처리 시스템 (Batch Processing System)
- 일을 모아서 일괄적으로 처리하는 방식
- 여러 작업을 묶어서 처리하는 것으로 이해
- 사용자가 작업을 제출하면 일련의 작업이 배치로 처리됩니다.
- 사용자는 작업이 완료될 때까지 대기해야 합니다.
실시간 처리 시스템 (Real-time Processing System)
- 일괄처리와 반대되는 개념
- 작업을 실시간으로 처리하여 실시간 응답을 제공합니다.
- 시스템의 응답 시간이 매우 짧아야 합니다.
다중프로그래밍 시스템 (Multiprogramming System)
- 이를 구현하기 위해 시분할, 다중처리시스템을 이용합니다.
- 여러 프로그램이 동시에 메모리에 적재되어 실행됩니다.
- CPU가 여러 프로그램 사이를 스위칭하여 처리하므로 CPU 이용률을 높입니다.
시분할 시스템 (Time-sharing System)
- 다중프로그래밍 시스템의 확장으로, 각 사용자에게 CPU 시간을 작은 단위로 나누어 제공합니다.
- 다수의 사용자가 동시에 시스템을 사용할 수 있습니다.
- 정해진 시간 동안 처리
- 동시에 처리되는 것처럼 보이게 하는 것
다중처리 시스템 (Multiprocessing System)
- 여러 개의 프로세서가 병렬로 작업을 처리합니다.
- 작업을 분할하여 병렬로 처리하므로 처리 속도가 향상됩니다.
- 실제로 다중으로 시스템 처리됩니다.
다중모드 시스템 (Multimode System)
- 여러 모드의 운영 시스템이 존재하며, 사용자가 필요에 따라 모드를 선택할 수 있습니다.
- 예를 들어, 단일 사용자 모드와 다중 사용자 모드가 있을 수 있습니다.
분산처리 시스템 (Distributed Processing System)
- 여러 컴퓨터 시스템이 네트워크를 통해 연결되어 작업을 분산하여 처리합니다.
- 시스템 간의 통신을 통해 작업을 협력적으로 처리합니다.

운영체제 성능평가

처리량 (Throughput)
- 단위 시간당 시스템이 처리할 수 있는 작업의 양을 나타냅니다.
- 처리량이 높을수록 시스템의 성능이 우수하다고 할 수 있습니다.
반환시간 (Turnaround Time)
- 작업이 시스템에 제출된 시점부터 완료될 때까지 걸리는 시간입니다.
- 작업이 완료되기까지의 전체 소요 시간을 반영하므로, 이 시간이 짧을수록 시스템의 반응성이 높다고 할 수 있습니다.
- 돌려주는 시간
- 대기시간+실행시간+최초 응답시간
신뢰도 (Reliability)
- 시스템이 오류 없이 정상적으로 작동하는 정도를 나타냅니다.
- 오류 발생 빈도나 재시작 필요성 등을 고려하여 평가됩니다.
사용 가능도 (Availability)
- 시스템이 요청된 작업을 수행할 수 있는 정도를 나타냅니다.
- 시스템의 가동 시간 대비 다운타임 비율로 계산됩니다.

운영체제 종류

윈도우란?

윈도우(Windows)는 마이크로소프트(Microsoft)사가 개발한 운영체제(OS)입니다. 다양한 버전이 출시되었고, 대부분의 개인용 컴퓨터에 사용되며, 서버 및 기타 장치에서도 사용됩니다.

특징

GUI (Graphical User Interface)
- 사용자가 마우스와 키보드 등을 통해 그래픽 화면을 통해 컴퓨터를 조작할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스를 제공합니다.
- 아이콘, 창, 메뉴, 버튼 등의 요소를 통해 사용자가 쉽게 작업을 수행할 수 있도록 합니다.
선점형 멀티태스킹 방식 (Preemptive Multitasking)
- 여러 프로그램이 동시에 실행되며, CPU가 여러 작업 간을 스위칭하여 작업을 처리하는 방식입니다.
- 각 프로세스에 CPU를 일정 시간 할당하고, 우선순위에 따라 작업을 처리합니다.
자동 감지 기능 제공 (Plug and Play)
- 하드웨어 장치를 연결하면 자동으로 감지하여 드라이버를 설치하고 구성합니다.
- 사용자가 별도의 설정을 하지 않아도 장치를 쉽게 추가하고 사용할 수 있도록 합니다.
OLE (Object Linking and Embedding)
- 다른 애플리케이션에서 생성된 객체를 하나의 문서에 링크하거나 내장하여 사용할 수 있는 기능을 제공합니다.
- 여러 애플리케이션 간에 객체를 공유하고 연결하여 작업할 수 있습니다.

윈도우 기본 명령어

명령어	설명
CMD	명령 프롬프트(명령 줄 인터페이스)를 실행합니다.
DIR	현재 디렉터리의 파일 목록을 표시합니다.
CD	디렉터리를 변경합니다.
COPY	파일이나 디렉터리를 복사합니다.
DEL	파일을 삭제합니다.
MOVE	파일이나 디렉터리를 이동하거나 이름을 변경합니다.
REN	파일의 이름을 변경합니다. (RENAME의 약어)
MD	새 디렉터리를 생성합니다. (MAKE DIRECTORY의 약어)
CLS	화면을 지웁니다.
CHKDSK	디스크의 오류를 검사하고 수정합니다.
FORMAT	디스크를 포맷합니다.
CALL	다른 배치 파일에서 다른 배치 파일을 호출합니다.
ATTRIB	파일 속성을 변경합니다.
FIND	파일 내에서 특정 문자열을 검색합니다.

리눅스란?

리눅스(Linux)는 오픈 소스 Unix 계열의 운영체제(OS)입니다. 리눅스 커널을 기반으로 한 다양한 배포판(Distribution)이 존재하며, 서버, 개발 환경, 임베디드 시스템 등 다양한 용도로 사용됩니다.

특징

다중 사용자 시스템 (Multi-User System)
- 여러 사용자가 동시에 시스템에 접속하여 사용할 수 있습니다.
- 각 사용자는 자신의 계정을 통해 독립적으로 작업할 수 있습니다.
오픈 소스 (Open Source)
- 리눅스는 오픈 소스로 개발되어 있어 누구나 소스 코드를 열람하고 수정할 수 있습니다.
- 커뮤니티의 협력과 개발자들의 기여를 받아 지속적으로 발전하고 있습니다.
파일 시스템 (File System)
- 다양한 파일 시스템을 지원하며, ext4, XFS, Btrfs 등의 고급 파일 시스템이 사용됩니다.
- 파일 및 디렉터리의 관리와 보안을 위한 다양한 기능을 제공합니다.
이식성 / 유연성 / 확장성 (Portability / Flexibility / Scalability)
- 다양한 하드웨어 아키텍처를 지원하여 이식성이 뛰어납니다. x86, ARM, PowerPC 등의 아키텍처에서 실행될 수 있습니다.
- 유연성과 확장성을 갖추고 있어 서버, 데스크톱, 모바일 기기, 임베디드 시스템 등 다양한 환경에서 사용될 수 있습니다.

유닉스란?

유닉스(UNIX)는 처음에는 AT&T 벨 연구소에서 개발되었고, 이후 다양한 버전이 등장하면서 널리 사용되는 운영 체제(OS) 계열입니다.

유닉스는 멀티유저 및 멀티태스킹을 지원하고, C 언어로 개발되었으며, 네트워크 및 인터넷 시스템의 기본이 되었습니다.

유닉스 특징

멀티유저 (Multi-User)
- 여러 사용자가 동시에 시스템에 로그인하여 작업할 수 있습니다.
- 각 사용자는 자신의 환경과 파일에 대한 액세스 권한을 가집니다.
멀티태스킹 (Multi-Tasking)
- 여러 프로그램이 동시에 실행될 수 있습니다.
- 시스템은 CPU 시간을 공유하여 여러 프로세스를 동시에 실행합니다.
이식성 (Portability)
- 다양한 하드웨어 플랫폼에서 실행될 수 있습니다.
- 유닉스 시스템은 이식성이 높아서 다양한 하드웨어 아키텍처에서 동작합니다.
강력한 명령어 인터페이스
- 유닉스 시스템은 강력한 명령어 인터페이스를 제공하여 사용자가 명령 줄에서 다양한 작업을 수행할 수 있습니다.

유닉스 구성

사용자 (Users)
- 시스템에 로그인하여 작업을 수행하는 개별 사용자들입니다.
유틸리티 (Utilities)
- 시스템에서 사용되는 각종 도구나 프로그램들을 의미합니다. 예를 들어 파일 복사, 파일 검색 등을 위한 명령어 프로그램이 있습니다.
쉘 (Shell)
- 사용자와 운영 체제 커널 간의 중간 인터페이스로, 사용자의 명령어를 해석하고 실행하는 역할을 합니다.
- 명령어 해석기
- 사용자 담당
커널 (Kernel)
- 운영 체제의 핵심 부분으로, 하드웨어와 소프트웨어 간의 상호작용을 관리하고 시스템 자원을 효율적으로 관리합니다.
- 하드웨어를 동작시키는역할
하드웨어 (Hardware)
- 컴퓨터 시스템의 물리적인 부분으로, CPU, 메모리, 디스크 등을 포함합니다.

유닉스 파일 시스템 구조

부트블록 (Boot Block)
- 부트로더(Bootloader)가 위치하고 부팅 프로세스를 시작하는데 필요한 정보를 포함합니다.
- 부팅시 필요한 코드가 저장
슈퍼블록 (Superblock)
- 파일 시스템의 전반적인 정보를 저장합니다. 이 정보에는 파일 시스템의 크기, 블록 크기, I-node의 수, 마운트 상태 등이 포함됩니다.
- 전체 파일 시스템
I-node 블록 (I-node Block)
- 각 파일이나 디렉터리의 메타데이터를 저장합니다. 이 메타데이터에는 파일의 소유자, 권한, 파일 크기, 생성일 등의 정보가 포함됩니다. 파일 시스템에서 각 파일은 고유한 I-node 번호를 가지고 있으며, 이를 통해 파일에 대한 메타데이터를 검색할 수 있습니다.
- 각 파일이나 디렉토리에 대한 모든 정보가 저장
데이터 블록 (Data Block)
- 실제 파일 데이터가 저장되는 곳입니다. 파일의 내용이 여러 블록에 나누어져 저장될 수 있으며, 이러한 데이터 블록은 데이터를 저장하는 데 사용됩니다.
- 실제 파일 데이터가 저장

파일디스트립터(DF)

파일 디스크립터(File Descriptor)는 유닉스 및 유닉스 계열 운영 체제에서 사용되는 개념으로, 파일이나 소켓, 파이프 등의 입출력 장치에 대한 참조를 나타냅니다.

파일 디스크립터는 일반적으로 정수로 표현되며, 각 파일이나 입출력 장치에 대해 고유한 식별자 역할을 합니다.

유사용어 : pcb, 시스템카탈로그

특징

정수 값으로 표현됨: 파일 디스크립터는 일반적으로 정수 값으로 표현됩니다. 이 정수 값은 파일이나 입출력 장치를 식별하는 데 사용됩니다.
프로세스의 파일 및 입출력 참조: 파일 디스크립터는 프로세스에서 열린 파일이나 입출력 장치에 대한 참조를 나타냅니다. 각 파일이나 장치에 대해 고유한 파일 디스크립터가 할당됩니다.
표준 입출력 장치를 나타냄: 파일 디스크립터 0은 표준 입력, 파일 디스크립터 1은 표준 출력, 파일 디스크립터 2는 표준 에러를 나타냅니다. 이러한 표준 입출력 장치는 각각 STDIN, STDOUT, STDERR로도 알려져 있습니다.
시스템 호출 및 라이브러리 함수에서 사용: 파일 디스크립터는 시스템 호출(system call)이나 라이브러리 함수에서 사용됩니다. 파일을 열거나 닫는 등의 파일 관련 작업은 파일 디스크립터를 통해 이루어집니다.
이식성: 파일 디스크립터는 유닉스 및 유닉스 계열 운영 체제에서의 표준 개념이며, 이식 가능한 방식으로 정의되어 있습니다. 이는 서로 다른 운영 체제 간에도 파일 및 입출력 장치에 접근할 수 있도록 합니다.
파일 디스크립터 테이블: 운영 체제는 프로세스가 열린 파일 및 장치에 대한 정보를 파일 디스크립터 테이블에 유지합니다. 이 테이블을 통해 프로세스가 파일 및 장치에 대한 접근을 추적하고 관리합니다.

정보

파일 디스크립터(File Descriptor): 파일이나 입출력 장치에 대한 참조를 나타내는 정수 값
파일 디스크립터는 파일의 메타데이터(이름, 크기 등)를 직접 포함하지 않음
주로 파일이나 장치에 대한 입출력 작업을 수행하는 데 사용됨
파일의 메타데이터 정보를 얻으려면 파일 시스템의 API를 사용해야 함 (예: stat(), fstat() 함수)

POSIX

POSIX는 "Portable Operating System Interface"의 약자로, 이식 가능한 운영 체제 인터페이스를 정의하는 국제 표준(IEEE)입니다.

POSIX는 UNIX 및 UNIX 호환 운영 체제 간의 호환성을 증진하고 이식성을 향상시키기 위해 만들어졌습니다.

MacOS

MacOS(맥OS)는 애플(Apple)이 개발한 운영 체제(OS)로, 애플의 Macintosh 시리즈 컴퓨터에 사용됩니다. macOS는 강력한 그래픽 사용자 인터페이스(GUI), 안정성, 보안성, 그리고 유연성을 제공합니다.

그래픽 사용자 인터페이스(GUI): macOS는 사용자가 쉽게 컴퓨터를 조작할 수 있도록 직관적이고 멋진 그래픽 사용자 인터페이스를 제공합니다.
애플 생태계 통합: macOS는 애플의 생태계와 잘 통합됩니다. iCloud를 통해 데이터를 동기화하고, iPhone, iPad 등 다른 애플 기기와 연결하여 작업할 수 있습니다.
애플 앱 스토어: macOS는 다양한 애플 앱 스토어에서 다양한 애플리케이션을 다운로드하여 사용할 수 있습니다. 이에는 생산성 앱, 엔터테인먼트 앱, 유틸리티 등이 포함됩니다.
UNIX 기반: macOS는 UNIX 기반 운영 체제로, 안정성과 보안성이 뛰어나며, 개발자들이 UNIX 명령어와 도구를 사용할 수 있습니다.
보안 및 개인 정보 보호: macOS는 보안 및 개인 정보 보호를 강조하며, 최신 보안 기술과 기능을 제공하여 사용자의 데이터와 개인 정보를 안전하게 보호합니다.
앱 개발 환경: macOS는 iOS 및 macOS 앱을 개발하는 데 필요한 개발 도구 및 환경을 제공합니다. Xcode와 같은 도구는 macOS에서 애플리케이션을 만들고 테스트하는 데 필수적입니다.

유닉스 주요 명령어

fork : 새로운 프로세스를 생성, 복제하는 명령어
ls: 현재 디렉터리의 파일 목록을 보여줍니다.
cd: 디렉터리를 변경합니다.
pwd: 현재 작업 중인 디렉터리의 경로를 출력합니다.
mkdir: 새로운 디렉터리를 생성합니다.
rm: 파일이나 디렉터리를 삭제합니다.
cp: 파일이나 디렉터리를 복사합니다.
mv: 파일이나 디렉터리를 이동하거나 이름을 변경합니다.
cat: 파일의 내용을 표시합니다.
grep: 파일에서 패턴을 검색합니다.
echo: 텍스트를 출력합니다.
chmod: 파일이나 디렉터리의 권한을 변경합니다.
chown: 파일이나 디렉터리의 소유자를 변경합니다.
ps: 현재 실행 중인 프로세스 목록을 표시합니다.
kill: 프로세스를 종료합니다.
top: 시스템 리소스 및 프로세스 정보를 실시간으로 표시합니다.
tar: 파일을 아카이브로 묶거나 풀어줍니다.
gzip: 파일을 압축하거나 압축을 해제합니다.
find: 파일을 검색합니다.
sort: 텍스트를 정렬합니다.
wc: 파일의 단어, 줄, 문자 수를 계산합니다.

리눅스, 유닉스 파일 접근 권한 관리

파일 확인 방법

ls -l 파일명

ls -l: 파일 및 디렉터리의 상세한 정보를 보여주는 명령어입니다. 이 명령어는 파일의 권한, 소유자, 그룹, 파일 크기, 생성 날짜 등을 표시합니다.

필드별 의미

첫 번째 필드: 파일 형식 및 권한을 나타냅니다.
두 번째 필드: 링크 수를 나타냅니다.
세 번째 필드: 파일의 소유자를 나타냅니다.
네 번째 필드: 파일이 속한 그룹을 나타냅니다.
다섯 번째 필드: 파일 크기를 나타냅니다.
여섯 번째 필드: 파일 생성 날짜와 시간을 나타냅니다.
일곱 번째 필드: 파일명을 나타냅니다.

권한별 값 (rwx-)

권한	rwx	숫자
읽기	r	4
쓰기	w	2
실행	x	1
없음	-	0

8진수로 표현하는 방식

소유주, 그룹, 나머지(other)

777이면 모두 모든 권한

유닉스 권한 적용방법

권한 부여 상황	rwx 숫자	권한 표현
모든 권한 허용 (읽기, 쓰기, 실행)	7	rwx
읽기와 쓰기 권한만 허용	6	rw-
읽기만 허용	4	r--
실행만 허용	1	--x
읽기와 실행 권한만 허용	5	r-x
쓰기와 실행 권한만 허용	3	-wx
특정 사용자에게만 읽기 권한 부여	400	r--
그룹에게만 쓰기 권한 부여	020	-w-
다른 모든 사용자에게 실행 권한 부여	001	--x

chmod 권한 예시

상황: 프로젝트 팀이 "document.txt" 파일을 공유하고, 소유주에게는 모든 권한을 부여하고, 그룹 멤버들에게는 읽기와 실행 권한을 부여하고, 다른 사용자들은 해당 파일에 접근할 수 없도록 권한을 제한해야 합니다.

해결 방법:

소유주에게는 모든 권한(rwx)을 부여합니다.
그룹 멤버들에게는 읽기(r)와 실행(x) 권한을 부여합니다.
다른 사용자들에게는 모든 권한을 제거합니다.

chmod 750 document.txt

이 명령어는 "document.txt" 파일에 대해 다음과 같은 권한을 설정합니다:

파일 소유주: 읽기, 쓰기, 실행 (rwx)
파일 소유 그룹: 읽기, 실행 (r-x)
다른 사용자: 권한 없음 (---)

권한 변경 방법

chmod u+rwx 파일명  # 파일 소유자에게 읽기, 쓰기, 실행 권한을 부여합니다.
chmod go-w 파일명  # 그룹 및 기타 사용자의 쓰기 권한을 제거합니다.

chmod: 파일 또는 디렉터리의 권한을 변경하는 명령어입니다. 숫자를 사용하여 권한을 지정할 수도 있고, 문자를 사용하여 상대적으로 권한을 변경할 수도 있습니다.

UMASK

유닉스는 기본 권한 666을 가지게됩니다. RW권한을 가진거죠.

umask022하면 644권한이됩니다.
디렉토리는 777권한이라 umask022하면 755가 됩니다.

umask 002  # 새로운 파일을 생성할 때 기본적으로 그룹 및 기타 사용자에 대해 읽기 권한을 부여하지 않음

umask: 새로운 파일이나 디렉터리를 생성할 때 기본적으로 부여되는 권한을 설정하는 명령어입니다. umask 값은 권한을 마스크하는데 사용되며, 파일이나 디렉터리에 적용되는 기본적인 권한을 제어합니다.

CHOWN

chown 사용자명:그룹명 파일명  # 파일의 소유자와 그룹을 변경합니다.

chown: 파일이나 디렉터리의 소유자와 그룹을 변경하는 명령어입니다. 이를 통해 파일의 소유자와 그룹을 변경하여 파일에 대한 접근 권한을 조절할 수 있습니다.

이러한 도구와 개념을 사용하여 리눅스 및 유닉스 시스템에서 파일의 접근 권한을 효과적으로 관리할 수 있습니다.

운영체제별 파일 시스템

운영 체제기본 파일 시스템추가로 지원되는 파일 시스템

Windows	NTFS	FAT32, exFAT, ReFS
macOS	HFS+	APFS
Linux	ext4	ext3, ext2, Btrfs, XFS, JFS, ZFS, F2FS, NTFS, exFAT