[운영체제] 운영체제란?(Operating System, OS)

운영체제

- 컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치되는 소프트웨어 계층

- 모든 컴퓨터 시스템의 필수적인 부분

- 강의 목표 : 운영체제의 개념과 역할, 운영체제를 구성하는 각 요소 및 그 알고리즘의 핵심적인 부분에 대해 기초부터 학습

 

(1) 운영체제와 소프트웨어 또는 사용자와 어떻게 상호작용?

(2) 하드웨어를 어떻게 인터페이스 해야하는지?

 

운영 체제의 목표

- 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경 제공

- 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리(프로세서, 기억장치, 입출력 장치 등등)

ex. 자원이 부족할 경우, 실행중인 프로그램들에게 짧은 시간의 CPU 할당

ex. 실행중인 프로그램들에 메모리 공간을 적절히 분배

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운영체제 소개

좁은 의미의 운영체제

- 커널(Kernel)

- 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분

- 주로 운영체제를 뜻하는 것은 이 부분

 

넓은 의미의 운영체제

- 커널을 포함해서, 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념

 

운영 체제의 분류

(1) 동시 작업 가능 여부

- 단일 작업(single tasking) : 한 번에 하나의 작업만 처리, MS-DOS

- 다중 작업(multi tasking) : 동시에 두 개 이상의 작업 처리, UNIX, MS Windows

 

(2) 사용자의 수

- 동시에 접속할 수 있는지? 여부

- 단일 사용자(single user) : MS-DOS, MS Windows

- 다중 사용자(multi user) : UNIX, NT server

 

(3) 처리 방식

- 일괄 처리(batch processing) 

-> 작업 요청을 모아서 한꺼번에 처리, 작업이 완전 종료 되기 전까지 기다려야 한다.

-> 한 번 돌아갈 때마다 시간이 오래 걸리기 때문에, 작업이 오류가 나지 않는 것이 중요했다.

 

- 시분할(time sharing)

-> 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할

-> 일괄 처리보다 빠른 응답 시간

-> interactive

 

- 실시간(RealTime OS)

-> (데드라인)정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 한다.

-> hard realtime system(경성 실시간 시스템)

-> soft realtime system(연성 실시간 시스템)

 

용어 정리

- Multitasking : 하나의 프로그램이 종료되기전에 다른 프로그램이 실행되는 것

- Multiprogramming : 여러 프로그램이 메모리에 올라가 있는 것을 강조

- Time sharing : CPU를 분할하여 나누어 쓰는 의미 강조

- Multiprocess : 하나의 컴퓨터에 CPU(processor)가 여러 개 붙어 있는 것을 의미

 

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운영 체제의 예시

 

유닉스(UNIX)

- 대형 컴퓨터를 위해 만들어짐 -> multitasking

- 유닉스를 만들기 위한 C 언어 등장 /  높은 이식성(portability) / 최소한의 커널(운영체제) 구조

 

DOS(Disk Operating System)

- MS사에서 만든 단일 사용자용 운영체제

- 메모리 관리 능력의 한계(주 기억 장치 : 640KB)

 

MS Windows

- MS사의 다중 작업용 GUI 기반 운영체제

- Plug and Play, 네트워크 환경 강화

- 불안정성

- 풍부한 자원 소프트웨어

 

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운영 체제의 구조

 

CPU 스케줄링

- 누구한테 CPU를 줄 것인지?

- 처리시간이 긴 것들을 먼저 처리하는 것보다 빠른 것을 먼저 처리하면 평균 속도가 줄어든다.

 

메모리 관리

- 한정된 메모리를 어떻게 쪼개서 쓸 것인지?

- 어떤 메모리를 내보낼 것인지?

 

파일 관리

- 디스크에 파일을 어떻게 보관할 것인지?

 

입출력 관리

- 각기 다른 입출력 장치와 컴퓨터 간에 어떻게 정보를 주고 받게 할 것인지?

- 인터럽트(interrupt) 사용