[Embedded] 시스템 프로그래밍 개요 : 시스템에 대한 전반적 이해

📚 시스템

📖 시스템 (System)

👉 시스템의 핵심 = 서로 다른 부분들이 모여 전체를 이룬다

• 서로 상호작용하며 어떤 목적을 달성하는 구성 요소들의 집합 또는 집합체
• 단순히 하나만 존재하는 것이 아니라, 여러 요소(component)가 협력해서 하나의 큰 기능을 수행하는 구조

📌 시스템의 예시

• 인간의 몸 : 여러 기관(심장, 폐, 신경계 등)이 협력하여 생명 유지라는 목적을 달성
• 회사 : 여러 부서(영업, 개발, 인사 등)가 협력해서 사업 운영이라는 목적을 달성
• 자동차 : 여러 부품(엔진, 바퀴, 브레이크 등)이 서로 연결되어 주행이라는 목적을 달성

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📖 컴퓨팅 시스템 (Computing System)

👉 하드웨어와 소프트웨어가 함께 동작해서 원하는 작업을 수행할 수 있게 만든 전체 구조를 의미

📌 컴퓨팅 시스템의 기본 구성

👉 컴퓨팅 시스템은 하드웨어, 소프트웨어, 사용자로 구성

• 하드웨어 : 물리적인 장치로, CPU, 메모리, 디스크, 네트워크 카드, 키보드, 모니터 등 포함
• 소프트웨어 : 하드웨어를 제어하고 사용자가 프로그램을 실행할 수 있게 하는 것으로, 운영체제(OS), 응용 프로그램 등 포함
• 사용자 : 시스템을 사용하는 사람 (직접 명령어를 입력하거나 프로그램을 실행하는 주체)

📌 컴퓨팅 시스템의 작동 흐름

➡️ 사용자가 프로그램을 실행하거나 명령어를 입력

➡️ 소프트웨어(운영체제)가 요청을 해석해서 적절한 하드웨어에 작업 요청

➡️ 하드웨어가 물리적인 작업(계산, 저장, 출력 등)을 수행

➡️ 수행 결과가 운영체제로 전달

➡️ 운영체제는 전달받은 결과를 사용자에게 전달 

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📖 시스템의 주요 특징

• 복잡한 하드웨어를 소프트웨어가 숨겨줌
  • 사용자는 간단하게 명령을 내리지만, 복잡한 하드웨어 제어가 자동으로 이루어짐
• 모듈화 (Modularity)
  • 여러 개의 작은 부품(모듈)들이 독립적으로 설계되고, 서로 결합되어 하나의 시스템을 이룸
• 인터페이스(Interface) 제공
  • 사용자가 쉽게 시스템을 사용할 수 있도록 인터페이스를 제공 (ex. 명령줄, GUI, API 등)
• 자원(Resource) 관리
  • CPU, 메모리, 디스크, 네트워크 같은 시스템 자원을 효율적으로 관리

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📚 임베디드 시스템

📖 임베디드 시스템 (Embedded System)

👉 멀티 목적이 아닌, "특수 목적"을 위한 시스템

• 특정한 기능을 수행하기 위해 만들어진 컴퓨팅 시스템
• 임베디드 시스템은 딱 한 가지(또는 소수의 정해진 기능)만 수행하는 시스템

📌 임베디드 시스템의 예시

• 스마트폰 안의 통신 모뎀 : 통신 기능만 담당하는 독립 시스템
• 자동차의 ABS 제어기 : 브레이크 잠김을 막기 위해 동작하는 컴퓨팅 시스템
• 가전제품 (TV, 세탁기, 냉장고 등) : 각각 특화된 소프트웨어로 제어
• 의료기기 (심장 박동기 등) : 생명 유지 기능을 특수하게 수행

👉 주변 모든 전자제품 안에 작은 컴퓨터(임베디드)가 들어있어 특수 기능을 수행 = 임베디드 시스템

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📖 임베디드 시스템의 특징

• 특수 목적 : 딱 정해진 기능만 수행 (다용도 시스템이 아님)
• 자원 제약 (Resource Constraint) : CPU, 메모리, 저장공간이 매우 작음
• 실시간성 (Real-Time Requirements) : 빠르고 정확하게 반응이 필요 (특히 자동차, 의료 분야)
• 높은 안정성 (Reliability) : 고장나면 안되며, 오래 작동해야 함
• 전력 최적화 : 배터리로 동작하거나, 소모 전력이 매우 중요

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📖 임베디드 시스템의 구성

• 프로세서 (CPU, 마이크로컨트롤러)
• 메모리 (RAM, ROM)
• 입출력 장치 (센서, 액추에이터, 통신모듈)
• 운영체제 (Linux, RTOS, Bare-metal) ➡️ 경우에 따라 없을 수도 있음

📌 임베디드 시스템의 운영체제

• 임베디드 시스템은 운영체제가 없는 경우도 많이 있음 ➡️ Bare-metal
  • 코드를 CPU 바로 위에 직접 올려서 동작시키는 경우에 해당
• 운영체제가 있는 경우에도, 매우 작은 OS를 사용
  • ex. FreeRTOS, VxWorks, Embedded Linux 등

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📖 일반 컴퓨터 vs 임베디드 시스템

항목	일반 컴퓨터 (PC 등)	임베디드 시스템
목적	다양한 작업	특정 작업
성능	고성능 (CPU, 메모리 풍부)	제한적 성능 (최소 필요만 충족)
운영체제	Windows, macOS, Linux 등	없음 / RTOS / Embedded Linux
자원관리	유연하고 방대함	자원 절약이 필수
사용자 인터페이스	키보드, 마우스, 디스플레이 등	없는 경우도 많음 (자동 제어)

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