장치 드라이버

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운영체제 심화

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장치 드라이버는 컴퓨터의 운영체제와 하드웨어 장치 간의 통신을 중개하는 소프트웨어입니다.

장치 드라이버는 연결된 하드웨어 장치를 초기화하고, 해당 장치의 작동을 관리합니다. 이를 통해 장치가 데이터를 전송하거나 받을 준비가 되었는지, 에러가 발생했는지 등의 상태를 체크하고 조정합니다.

드라이버는 운영체제와 하드웨어 장치 간의 데이터를 전송합니다. 예를 들어, 하드 드라이브의 데이터를 읽고 쓰는 작업, 네트워크 카드를 통한 데이터 패킷의 송수신, 프린터로의 문서 출력 등이 이에 해당합니다.

운영체제로부터 받은 명령을 하드웨어 장치가 이해할 수 있는 형태로 변환하여 전달합니다. 이 과정에서 드라이버는 해당 장치의 기능적 제한과 특성을 고려하여 최적의 명령 수행 방법을 결정합니다.

하드웨어 장치에서 발생할 수 있는 다양한 에러를 감지하고 대응합니다. 드라이버는 에러를 운영체제에 보고하여 적절한 조치가 취해질 수 있도록 합니다.

장치 드라이버는 커널 모드에서 실행되어, 운영체제의 핵심 부분과 밀접하게 작업합니다. 이는 드라이버가 시스템의 가장 낮은 수준에서 하드웨어를 직접 제어할 수 있는 권한을 갖게 함으로써, 높은 성능과 효율성을 보장합니다.

장치 드라이버는 일반적인 프로세스와는 조금 다릅니다. 위에서 언급했듯이, 다른 소프트웨어와 다르게 커널 모드에서 직접 운영체제와 소통합니다.

즉, 커널 모드를 통해 운영체제에서 원래라면 필요한 보안 검사 등의 추가 처리를 무시할 수 있습니다.

그렇다면 운영체제 내부에서 실행되는 장치 드라이버 소프트웨어는 프로세스일까요?

저는 그렇지 않다고 생각합니다. 전통적인 의미에서 프로세스란 메모리에 적재되어 CPU 코어를 하나 이상 사용하며, 그 프로세스에 대한 여러 데이터를 갖고 있어야 합니다.

예를 들어, 프로세스에 대한 레지스터와 사용하는 메모리를 말이죠.

하지만 장치 드라이버는 그렇지 않습니다. 운영체제 내부에 할당되어 있기 때문에 다른 프로세스의 동작 방식과 완전히 다릅니다.

그렇기에 장치 드라이버는 운영체제 내부에 존재하는 추가적인 소프트웨어 혹은 프로그램입니다.

앞서 언급했듯이, 장치 드라이버는 일반적으로 운영체제 내부에서 동작하는 소프트웨어입니다. 하지만 BIOS에서 키보드와 마우스를 어떻게 사용할 수 있을까요?

BIOS에서 키보드와 마우스를 사용할 수 있는 이유는 BIOS 자체가 기본적인 입력 장치를 지원하기 위해 내장된 입력 드라이버를 포함하고 있기 때문입니다.

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펌웨어 수준의 지원 : BIOS는 자체적으로 하드웨어 장치, 특히 기본적인 입력 장치인 키보드와 마우스를 제어할 수 있는 기능을 내장하고 있습니다. 이를 통해 운영체제가 로드되기 전에도 사용자가 입력을 제공하고 BIOS 설정을 조정할 수 있습니다.