컴퓨터 운영체제와 정보기술의 기본 원리 및 핵심 철학을
큰 틀에서, 풍부한 예시와 함께, 알기 쉽게 설명한 컴퓨터 입문서

이 책은 온라인 공개강좌 KOCW에서 꾸준히 호평받아온 이화여대 반효경 교수의 컴퓨터 입문서이다. 인공지능의 출현으로 대표되는 IT 기술의 혁신적인 발달이 전 세계 사람들의 생활에 영향을 미치면서, 우리나라 역시 유아부터 성인에 이르기까지 정보화교육 및 정보기기를 활용한 교육 방식이 보편화되고 있다. 심지어 근래 IoT 기술을 활용한 기기들의 잇단 등장과 진화로 이른바 ‘초연결 사회’를 향해 가고 있는 모습은 컴퓨터 및 정보기술과 관련된 소양을 갖추는 것이 현대인의 필수조건이 되었음을 방증한다. 이에 따라 시대의 흐름에도 변하지 않는 컴퓨터 분야의 기초 지식, 즉 컴퓨터의 핵심 소프트웨어라 할 수 있는 운영체제의 기본 원리 및 정보기술이 추구하는 핵심 철학의 중요성은 더욱 강조되고 있다. 이 책은 이러한 지식들과 관련하여 거시적인 시각에서 큰 틀을 잡아주며, 다양한 실생활 예시를 들어 알기 쉽고 흥미로운 설명을 제공한다.
이 책에서 소개하는 내용들은 단순히 컴퓨터 관련 전문 지식을 전달하는 것에서 그치지 않고, 복잡한 문제를 효율적으로 풀 수 있는 방법을 제시함으로써 독자들이 논리적 사고력과 창의적 문제해결력을 기를 수 있게 돕는다. 특히 이번 개정판에서는 더욱 최신의 개념과 명쾌해진 설명을 제시했다. 따라서 컴퓨터 관련 분야의 전공자 혹은 관련 분야 종사자들은 이 책을 통해 컴퓨터 시스템을 지배하는 핵심 소프트웨어로서의 운영체제 관련 지식을 단기간에 쉽게 습득할 수 있을 것이다. 그리고 이를 통해 더 깊이 있고 새로운 창의적 연구 수행의 기틀을 마련할 수 있을 것이다. 또한 비전공자나 관련 지식을 공부하려는 일반인에게는 이 책이 컴퓨터의 기본적인 동작 원리를 이해하고, 나아가 자신이 맡은 분야에 운영체제의 원리를 활용하여 효율적이고 체계적으로 문제를 해결하는 능력을 갖출 수 있도록 돕는 안내서가 되어줄 것이다.

이 책은 총 10장으로 구성되어 있다.
1장 ‘컴퓨터 및 정보기술의 역사’에서는 운영체제를 설명하기에 앞서 정보기술의 원리와 철학에 대해 정의하고, 컴퓨터와 정보기술 분야의 역사를 간략히 짚어본다. 2장 ‘운영체제 개요’에서는 컴퓨터의 핵심이라고 할 수 있는 운영체제가 무엇인지, 그 부문별 동작 원리와 다른 컴퓨터 시스템들과의 상호작용은 어떻게 이루어지는지, 그리고 이를 통해 프로그램과 프로세스가 어떻게 실행되는지 알아본다. 3장 ‘컴퓨터 시스템의 동작 원리’와 4장 ‘프로그램의 구조와 실행’에서는 운영체제를 이해하기 전에 우선적으로 알아두어야 할 컴퓨터 하드웨어의 구성 및 동작 원리, 그리고 컴퓨터 내부장치인 CPU와 메모리, 컴퓨터 외부의 주변장치에 대해서도 살펴본다. 5장 ‘프로세스 관리’에서는 컴퓨터에서 프로그램이 어떻게 수행되는지, 또 프로그램이 메모리에 올라가서 프로세스가 된 후 진행이 이루어지고, 최종적으로 자신이 할 일을 끝낸 후 종료하게 될 때까지 운영체제가 얼마나 효율적으로 프로세스를 관리하는지에 대해 자세히 알아본다.
6장 ‘CPU 스케줄링’에서는 CPU 관리, 즉 어떤 프로그램에게 우선적으로 CPU를 할당할 것인가를 결정하는 CPU 스케줄링 기법과, 스케줄링 기법의 성능 평가 방법 및 철학에 대해 자세히 살펴본다. 7장 ‘메모리 관리’와 8장 ‘가상메모리’에서는 프로그램이 실행되기 위해 어떤 프로그램에 어느 정도의 메모리를 할당할 것인가를 결정하는 메모리 관리 및 가상메모리 기법에 대해 살펴본다. 9장 ‘디스크 관리’에서는 하드디스크의 관리 기법을 다룬다. 즉 디스크의 간단한 구조 및 디스크 스케줄링 기법, 디스크의 저전력 관리 기법에 대해 알아보고, 디스크 스케줄링과 엘리베이터 스케줄링을 비교해본다. 마지막으로 10장 ‘웹캐싱 기법’에서는 웹캐싱 기술에 대해 알아본다. 인터넷 사용량의 폭발적인 증가에 따라 웹을 통해 유통되는 정보가 기하급수적으로 증가하고 있는 상황에서 빠른 웹서비스를 위해 사용되는 웹캐싱 기술의 필요성과 종류, 각종 알고리즘에 대해 살펴본다.

머리말

서장. 정보기술의 원리와 철학

1장. 컴퓨터 및 정보기술의 역사
1. 컴퓨터의 선사시대
2. 근대적 컴퓨터의 역사
3. 현대의 컴퓨터

2장. 운영체제 개요
1. 운영체제의 정의
2. 운영체제의 기능
3. 운영체제의 분류
4. 운영체제의 예
5. 운영체제의 자원 관리 기능

3장. 컴퓨터 시스템의 동작 원리
1. 컴퓨터 시스템의 구조
2. CPU 연산과 I/O 연산
3. 인터럽트의 일반적 기능
4. 인터럽트 핸들링
5. 입출력 구조
6. DMA
7. 저장장치의 구조
8. 저장장치의 계층 구조
9. 하드웨어의 보안
10. 메모리 보안
11. CPU 보호
12. 시스템 콜을 이용한 입출력 수행

4장. 프로그램의 구조와 실행
1. 프로그램의 구조와 인터럽트
2. 컴퓨터 시스템의 작동 개요
3. 프로그램의 실행
4. 사용자 프로그램이 사용하는 함수
5. 인터럽트
6. 시스템 콜
7. 프로세스의 두 가지 실행 상태

5장. 프로세스 관리
1. 프로세스의 개념
2. 프로세스의 상태
3. 프로세스 제어 블록
4. 문맥교환
5. 프로세스를 스케줄링하기 위한 큐
6. 스케줄러
7. 프로세스의 생성
8. 프로세스 간의 협력

6장. CPU 스케줄링
1. CPU 스케줄러
2. 디스패처
3. 스케줄링의 성능 평가
4. 스케줄링 알고리즘
5. 스케줄링 알고리즘의 평가

7장. 메모리 관리
1. 주소 바인딩
2. 메모리 관리와 관련된 용어
3. 물리적 메모리의 할당 방식
4. 페이징 기법
5. 세그먼테이션
6. 페이지드 세그먼테이션

8장. 가상메모리
1. 요구 페이징
2. 페이지 교체
3. 페이지 프레임의 할당
4. 전역교체와 지역교체
5. 스레싱

9장. 디스크 관리
1. 디스크의 구조
2. 디스크 스케줄링
3. 다중 디스크 환경에서의 스케줄링
4. 디스크의 저전력 관리

10장. 웹캐싱 기법
1. 웹캐싱
2. 웹캐시의 교체 알고리즘
3. 웹캐시의 일관성 유지 기법
4. 웹캐시의 공유 및 협력 기법
5. 웹캐시의 사전인출 기법
6. 동격 웹 객체의 캐싱 기법

참고문헌
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반효경