What is OS?

A software that operates a computer system
컴퓨터 시스템을 제어하는 소프트웨어

• 운영체제도 하나의 Program
• Computer 안에서 상시로 돌아가는 Program
• Application Program에게 시스템 서비스를 제공함
• Processes, Resources, User interfaces 등을 다룸

Computer 란?

A machine that processes the information
정보를 실행하는 기계

• 앨런 튜링 = 컴퓨터의 할아버지
• 폰노이만 = 컴퓨터의 아버지
  • stored program 구현 : 메모리에 Program을 올리고 CPU에서 instruction 실행
  • 폰노이만 아키텍처 = ISA

컴퓨터는 만능인가?

1. 범용성(University)
   • NOT, AND, OR 게이트만으로 모든 계산을 할 수 있다.램
   • NAND 게이트만으로 모든 계산을 할 수 있다.
2. 계산 가능성(Compatibility)
   • Turing-Compatible : 튜링머신으로 계산 가능 한 것
   • 정지문제(Halting Problem) : 튜링 머신으로 풀 수 없는 문제

Program 이란?

A set of Instruction that tells a computer’s hardware to perform a task
컴퓨터 하드웨어 자원을 사용하기 위한 명령어 집합

Information 란?

A quantitative representation that measures the uncertainty
불확실성을 측정하여 수치적으로 표현한 것

• 클로이드 섀넌이 수학적으로 정의
  $$I(x) = \log_{2} P(x) \\ \text{(I: 정보량, x: 사건, P: 확률)}$$
• 정보의 단위 = bit (binary digit)
• 정보의 처리(정보의 상태 변환) : 0 에서 1, 1에서 0
  • 표현 방법 및 수단: e.g. 전기가 흐른다/안흐른다, 볼트로 표현, head/tail, on/off => 스위치
• 스위치를 만들 수 있는 물리적인 소자 = 트랜지스터
• 부울대수(Boolean Algebra) : NOT, AND, OR
• 논리게이트 : NOT, AND, OR, XOR, NAND, NOR
• 논리회로 : IC(집적회로), LSI, VLSI, VLSI, SoC

트랜지스터로 부울대수를 만들어 모든 연산 가능

• 정보의 저장과 전송 : 플립플롭, 데이터 버스, RF
• 정보처리
  • 덧셈 : 반가산기, 전가산기
  • 뺄셈 : 2의 보수
  • 곱셈, 나눗셈 : 덧셈과 뺄셈의 반복
• 실수 연산 : 부동소수점 => CPU

Todo

• 정보 저장및 전송 방법(e.g. 플립플롭, 데이터버스, RF)
• 부동소수점 및 GPU 개념
• 튜링 머신 및 Halting Problem

인프런 운영체제 공룡책전공 강의를 학습한 내용을 정리합니다.