[서평] 중요한 내용만 빠르게 - 컴퓨터 구조와 운영체제 핵심 노트

이 서평은 길벗의 25차 개발자 리뷰어로 선정되어 출판사로부터 책을 제공받아 작성되었습니다.

컴퓨터 구조와 운영체제는 추상적인 개념으로 인해 학습에 어려움을 겪는 분야다. 이 책은 그림을 통해 핵심 개념을 쉽게 전달하여 면접이나 시험 대비에 효과적으로 활용할 수 있다.

각 단원마다 제공되는 핵심 요약과 확인 문제는 학습 이해도를 측정하고 개념을 간략히 설명하여 면접 및 시험 준비에 적합한 구조를 갖추고 있다.

 

이 책의 주요 독자층은 IT 분야에 입문하는 사람들이다.

구체적으로는 IT 분야 진입을 희망하는 초보자, 빠른 시일 내에 핵심 내용을 습득해야 하는 학생, IT 업계 취업 후 컴퓨터 및 운영체제 지식이 필요한 실무자, 그리고 컴퓨터의 기본 원리를 이해하고자 하는 개발자들을 대상으로 한다.

컴퓨터 구조와 운영체제는 IT 계열 취업을 위한 필수 과목이다. 면접과 시험에서 빈번하게 다루어진다. 시험 준비 시 시간적 제약이 큰 만큼, 이 책을 통해 효율적인 학습을 할 수 있을 것이다.

 

이 책이 면접 대비에 특화되어 있다는 것을 목차를 보고 깨닫게 되었다. "CPU는 어떤 원리로 동작하나요?"와 같은 의문문 형태의 소제목들로 제시되어 있으며, 각 질문에 대한 답변에 필요한 지식이 설명되어 있다. 이런 구성이 실제 면접에서 어떻게 대답해야 할지 파악하고 준비하는데 도움을 준다.

 

단원이 끝날 때마다 연습문제가 제공된다. 앞에서 배웠던 내용들을 간단하게 점검하고 얼마나 이해했는지 평가해볼 수 있다.

 

 

컴퓨터 구조

컴퓨터 구조는 왜 알아야 하나요

컴퓨터 구조는 컴퓨터의 물리적 구성과 동작 방식을 설명하는 분야다.

컴퓨터의 물리적 구성에는 CPU라는 이름으로 널리 알려진 중앙 처리 장치, 메모리나 하드 디스크 드라이브 같은 기억 장치, 키보드나 마우스 같은 입출력 장치 등이 포함된다.

위 구성 요소들 중 하나라도 없으면 컴퓨터는 정상적으로 작동하지 않는다.

 

컴퓨터의 구성이나 동작 방식을 완벽히 이해하지 못해도 기본적인 사용에는 문제가 없다.

하지만 컴퓨터가 갑자기 느려지거나 문제가 발생했을 때, 아무것도 모른 채 속수무책으로 있는 것보다는 "아, 이 부분에 문제가 있겠구나"라고 유추해 스스로 해결을 시도해볼 수 있는 것이 더 유익하다.

 

 

CPU는 어떤 원리로 동작하나요

이 장에서는 CPU의 기본 구조를 구성하는 주요 요소인 제어 장치, 산술-논리 장치, 레지스터, 그리고 명령어 사이클에 대해 다룬다.

제어 장치는 명령어를 해석하고 실행 흐름을 제어하는 역할을 수행한다. 직접적으로 각 과정을 수행하는 것이 아니라, 일련의 과정이 순차적으로 원활히 진행되도록 신호를 발생시키는 역할을 한다.

명령어 인출$_{fetch}$ → 명령어 해석$_{decode}$ → 명령어 실행$_{execute}$ → 결과 저장$_{write \space back}$

 

산술-논리 장치$_{Arithmetic \space and \space Logic \space Unit}$는 말 그대로 연산을 담당하는 부분이다. 연산은 크게 산술 연산과 논리 연산으로 나뉜다.

산술 연산은 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈의 사칙 연산을 수행하며, 논리 연산은 AND, OR, XOR, NOT 등과 같은 논리 값들 사이 연산을 처리한다.

 

 

운영체제

운영체제를 시작해볼까요

운영체제는 하드웨어와 소프트웨어 사이의 중요한 매개체 역할을 수행한다.

컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어를 효율적으로 관리함과 동시에 사용자와 컴퓨터 간의 인터페이스 기능을 담당한다.

운영체제 시스템은 복잡한데 이 핵심에는 커널$_{kernel}$이 자리 잡고 있다.

 

커널은 운영체제의 중추적인 부분이다. 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어 애플리케이션 간의 원활한 통신을 관리하고 다양한 시스템 자원을 효율적으로 관리한다.

구체적으로는 프로세스 관리, 메모리 할당 및 관리, 파일 시스템 운영, 시스템 보안 유지, 그리고 입출력(I/O) 장치의 제어 등 컴퓨터 시스템의 핵심적인 기능들을 총괄한다.

 

커널의 설계 방식은 그 구조와 기능에 따라 크게 세 가지 유형으로 분류된다.

첫째, 모놀리식 커널은 모든 운영체제 서비스가 하나의 큰 커널 공간에서 동작하는 방식이다.

둘째, 마이크로 커널은 최소한의 기능만을 커널에 포함시키고 나머지는 사용자 공간에서 실행되는 서버로 구현하는 방식이다.

마지막으로, 하이브리드 커널은 모놀리식 커널과 마이크로 커널의 장점을 결합한 중간 형태의 설계 방식을 채택한다.

각 커널 유형은 고유의 장단점을 가지고 있어서 시스템 목적과 요구사항에 따라 선택된다.

 

 

총평

컴퓨터 과학에서는 정말 중요하다고 여겨지는 과목들이 있는데, 그 중 두 개만 골라서 핵심만 알차게 전달한다. 특히 처음 컴퓨터 구조에 입문하는 학생들이 매우 어려워하는 하드웨어의 기반이 되는 개념들을 자세히 설명해준다. CPU, 메모리, 디스크 등의 핵심 컴포넌트들이 어떻게 데이터를 교환하고 동작하는지 세부적으로 배울 수 있다.

 

책 자체가 전체 분량이 많지 않고 각 장이 작은 단위로 분할되어 있어 필요할 때마다 빠르게 찾아보기 좋은 구조이다. 이 책으로 전체 개념을 정리하고, 세부적인 내용들을 더 깊고 자세하게 파고 싶다면 더 난이도가 있는 도서로 갈 수 있게 도와주는 책으로서의 역할을 잘 해내고 있다고 느꼈다.