[운영체제] - 1강 운영체제란 무엇인가 / 운영체제의 목적 / 운영체제의 분류 / 운영체제의 예 / 운영체제의 구조

운영체제(Operating System, OS)란 무엇인가?

- 하드웨어 바로 위에 설치되어 하드웨어와 사용자를 연결해줌.

- 좁은 의미 : 커널(운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분)

- 넓은 의미 : 커널 뿐 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념

- 목적 

• 컴퓨터 시스템을 사용자가 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공함.
• 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리해줌.
• 프로세서, 기억장치, 입출력 장치 등의 효율적 관리
• 사용자간의 형평성 있는 자원 분배
• 주어진 자원으로 최대한의 성능을 내도록
• 프로세스, 파일, 메시지 등을 관리(운영체제는 하드웨어 뿐만 아니라 소프트웨어도 관리함.)
• 운영체제는 동시 사용자/프로그램들이 각각 독자적 컴퓨터에서 수행되는 것 같은 환상을 제공.

 

운영체제의 분류

1.  동시 작업 가능 여부
2.  사용자의 수
3.  처리 방식

 

 

1. 동시 작업 가능 여부

- 단일 작업(single tasking) 

• 한 번에 하나의 작업만 처리.
• ex) MS-DOS프롬프트 상에서는 한 명령의 수행을 끝내기 전에 다른 명령을 수행시킬 수 없음. 

- 다중 작업(multi tasking) :

• 동시에 두 개 이상의 작업 처리.
• ex) UNIX, MS Windows 등에서는 한 명령의 수행이 끝나기 전에 다른 명령이나 프로그램을 수행할 수 있음.

 

2. 사용자의 수

- 단일 사용자(single user) 

• ex) MS-DOS, MS Windows

- 다중 사용자(multi user)

• ex) UNIX, NT server

 

3. 처리 방식

- 시분할(time sharing)

• 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용

- 실시간(Realtime OS)

• 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 하는 실시간 시스템을 위한 OS
• ex) 원자로/공장 제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로보트 제어
• 실시간 시스템의 개념 확장 : Hard realtime system(경성 실시간 시스템, 원자로 제어) / Soft realtime system(연성 실시간 시스템, 영화 볼 때)

- 일괄처리(batch processing)

• 작업 요청의 일정량 모아서 한꺼번에 처리
• 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야 함
• ex) 초기 Punch Card 처리 시스템(지금은 쓰지않는 아주 예전 방식)

 

몇 가지 용어 정리

• Multitasking 
• Multiprogramming
• Time sharing
• Multiprocess

*위의 용어들은 컴퓨터에서 여러 작업을 동시에 수행하는 것을 뜻한다.

- Multiprogramming은 여러 프로그램이 메모리에 올라가 있음을 강조

- Time Sharing은 CPU의 시간을 분할하여 나누어 쓴다는 의미를 강조

• Multiprocessor : 하나의 컴퓨터에 CPU(processor)가 여러 개 붙어 있음을 의미

 

운영체제의 예

- 유닉스

• 코드의 대부분을 C언어로 작성
• 높은 이식성
• 최소한의 커널 구조
• 복잡한 시스템에 맞게 확장 용이
• 소스 코드 공개
• 프로그램 개발에 용이
• 다양한 버전 : System V, FreeBSD, SunOS, Solaris, Linux

- DOS(Disk Operating System)

• MS사에서 1981년 IMB-PC를 위해 개발
• 단일 사용자용 운영체제, 메모리 관리 능력의 한계(주 기억 장치 : 640KB)

- MS Windows

• MS사의 다중 작업용 GUI 기반 운영 체제
• Plug and Play, 네트워크 환경 강화
• DOS용 응용 프로그램과 호환성 제공
• 풍부한 자원 소프트웨어

 

- HandHeld device를 위한 OS

• PalmOS, Pocket PC(WinCE), Tiny OS

 

운영체제의 구조

• cpu : 누구한테 CPU를 줄까? → CPU 스케줄링
• memory : 한정된 메모리를 어떻게 쪼개어 쓰지? / 누굴 쫓아내지?  → 메모리 관리
• Disk : 디스크에 파일을 어떻게 보관하지? / 디스크에 들어온 요청을 어떤 방식으로 처리할까? (엘베와 비슷)→ 파일 관리(CPU스케줄링과는 성격이 다름. CPU는 빠르고 디스크는 헤드를 움직여서 처리하기 때문에 느림)
• I/O device : 각기 다른 입출력장치와 컴퓨터 간에 어떻게 정보를 주고 받게 하지? → 입출력 관리 
• 그 외 것들 : 프로세스의 생성과 삭제 / 자원 할당 및 반환 / 프로세스 간 협력 →  프로세스 관리
• 보호 시스템 / 네트워킹 / 명령어해석기(command line interpreter)

* 내가 운영체제라고 생각하고 수업을 듣기!

 

* 이 포스팅은 이화여대 반효경 교수님 운영체제 강의를 보고 정리한 내용입니다.

반효경[운영체제] 2. Introduction to Operating Systems

반효경 [운영체제] 2. Introduction to Operating Systems