커널

메모리 보호 : 커널이 메모리 관리를 담당함으로써, 각 프로세스는 독립된 메모리 공간을 할당받게 됩니다. 이는 한 프로세스의 잘못된 메모리 접근이 다른 프로세스나 시스템 전체에 영향을 미치는 것을 방지합니다. 예를 들어, 유니티 게임 개발 중에 발생할 수 있는 메모리 누수나 오류가 다른 응용 프로그램의 실행에 영향을 주지 않도록 합니다.

•

프로세스 격리 : 각 프로세스는 커널에 의해 관리되는 독립된 실행 환경을 가집니다. 이로 인해 프로세스 간의 충돌을 방지하고, 시스템의 전반적인 안정성을 유지할 수 있습니다.

예를 들어, A,B 라는 프로그램이 커널의 도움을 받지 않고 메모리를 사용한다면 서로 사용하는 메모리가 겹치거나 꼬일 수 있는 문제가 발생할 수 있습니다.

2. 보안

•

접근 제어 : 커널은 시스템 리소스에 대한 접근을 엄격하게 제어합니다. 사용자 또는 응용 프로그램이 시스템 리소스를 접근하려면, 커널을 통해 권한을 검증받아야 합니다. 이는 무단 접근으로부터 시스템을 보호하는 중요한 방어 수단입니다.

•

데이터 보안 : 커널이 메모리 관리를 담당함으로써, 데이터가 안전하게 보호되고, 비인가된 접근으로부터 안전하게 유지됩니다.

프로그램이 무단으로 시스템 리소스(하드웨어)에 접근하는 것을 제어하는 부분입니다. 이것은 최소한의 안전장치입니다.

3. 효율성

•

자원 관리 : 커널은 시스템 자원을 효율적으로 관리하고 할당합니다. 프로세스 스케줄링, 메모리 관리 등을 통해 시스템 리소스를 최적화하며, 여러 응용 프로그램이 동시에 실행될 때 시스템의 성능을 최대화합니다.

•

입출력 관리 : 커널은 파일 시스템과 장치 드라이버를 관리함으로써, 입출력 요청을 효율적으로 처리합니다. 이는 응용 프로그램의 입출력 성능을 최적화하는 데 기여합니다.

위에서의 직접적인 소프트웨어와 하드웨어의 통신을 제외하고도 운영체제의 프로세스 스케줄링과 같은 부분도 커널을 통해 이루어집니다.

4. 추상화

•

프로그래밍 용이성 : 커널이 하드웨어와의 직접적인 상호작용을 추상화함으로써, 개발자는 하드웨어의 복잡성을 신경 쓰지 않고, 더 높은 수준의 프로그래밍에 집중할 수 있습니다. 예를 들어, C#과 같은 고수준 언어를 사용하여 개발할 때, 메모리 관리나 프로세스 스케줄링 같은 저수준의 세부 사항을 직접 처리할 필요가 없습니다. (시스템 콜 인터페이스)

커널의 주요 기능

프로세스 관리 : 커널은 프로세스 생성, 스케줄링, 관리 및 종료를 담당합니다. 프로세스는 실행 중인 프로그램의 인스턴스로, 유니티 게임 내에서 다양한 스크립트와 작업들이 병렬로 실행될 때, 운영 체제의 커널이 이를 적절히 관리합니다.

메모리 관리 : 커널은 시스템의 물리적 및 가상 메모리를 관리합니다. 메모리 할당, 페이지 교체, 스와핑 등의 기능을 포함합니다. 예를 들어, 유니티에서 큰 용량의 자원을 로드할 때, 커널의 메모리 관리 기능이 시스템의 효율적인 작동을 보장합니다.

장치 드라이버와의 통신:  커널은 하드웨어 장치와의 통신을 중재하며, 장치 드라이버를 통해 하드웨어를 제어합니다. 예를 들어, 유니티 게임에서 사용자의 입력 장치나 그래픽 출력 장치를 통한 상호작용이 이루어질 때, 이러한 장치들과의 통신을 커널이 관리합니다.

시스템 콜 인터페이스 : 커널은 사용자 공간의 응용 프로그램과 커널 공간 사이의 인터페이스를 제공합니다. 시스템 콜을 통해 응용 프로그램은 커널에 서비스를 요청할 수 있습니다. C#에서 시스템 리소스를 요청하거나, 파일 시스템 작업을 수행할 때 이러한 시스템 콜을 사용할 수 있습니다.

시스템 콜 인터페이스 예시

시스템 콜 인터페이스는 응용 프로그램이 운영 체제의 커널 서비스를 요청할 수 있게 하는 메커니즘입니다.

유니티와 C# 개발 환경에서도, 시스템 리소스를 요청하거나 파일 시스템 작업을 수행하는 등의 작업을 할 때 내부적으로 시스템 콜이 발생합니다. 이 과정은 대부분의 경우 개발자가 직접적으로 시스템 콜을 호출하는 것이 아니라, 고수준 언어의 API를 통해 간접적으로 이루어집니다.

using System.IO;
using UnityEngine;

public class LoadData : MonoBehaviour
{
    private string filePath;

    void Start()
    {
        filePath = Application.persistentDataPath + "/gameData.txt";
        string data = LoadFromFile();
        Debug.Log("Data loaded: " + data);
    }

    string LoadFromFile()
    {
				// 파일이 있는지 검사하는 부분 이 부분도 커널을 통해 하드디스크의 메모리에 접근
        if (File.Exists(filePath))
        {
						// 파일을 읽는 부분 이 부분도 커널을 통해 읽기
            string data = File.ReadAllText(filePath);
            return data;
        }
        else
        {
            Debug.LogError("File not found");
            return "";
        }
    }
}
C#
복사