[운영체제] Introduction to Operating System

운영체제란 무엇인가?

운영체제란?

• 컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치되어 사용자 컴퓨터& 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어 사이를 연결하는 인터페이스

• 좁은 의미의 운영체제(커널)
  • 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분
• 넓은 의미의 운영체제
  • 커널 뿐 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념

운영체제의 목적

• 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공
  • 운영체제는 동시 사용자 / 프로그램들이 각자 독자적 컴퓨터에서 수행되는 것 같은 환상을 제공
  • 하드웨어를 직접 다루는 복잡한 부분을 운영체제가 대행
• 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리 - A resource allocator
  • 프로세서, 기억장치, 입출력 장치 등의 효율적인 관리
    • 사용자 간의 형평성 있는 자원 분배
    • 주어진 자원으로 최대한의 성능을 내도록
  • 사용자 및 운영체제 자신을 보호
  • 프로세스, 파일, 메시지 등을 관리
  ex. 실행 중인 프로그램들에게 짧은 시간씩 CPU를 번갈아 할당
• ex. 실행 중인 프로그램들에 메모리 공간을 적절히 분배

운영체제의 분류

• 동시 작업 가능 여부
  • 단일 작업(single tasking)
    • 한 번에 하나의 작업만 처리
    ex. 과거 휴대폰, 엘레베이터, 특수 목적 기계
  • 다중 작업(multi taking)
    • 동시에 두 개 이상의 작업 처리
• 사용자의 수
  • 단일 사용자(single user)
  • 다중 사용자(multi user)
• 처리 방식
  • 일괄 처리(batch processing)
    • 작업 요청의 일정량을 모아서 한꺼번에 처리
    • 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야함
  • 시분할(Time sharing)
    • 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용
    • 일괄 처리 시스템에 비해 짧은 응답 시간을 가짐
    • interactive한 방식
  • 실시간(Realtime OS) - Hard realtime system & Soft realtime system
    • 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야하는 실시간 시스템을 위한 OS
    • → Deadline 존재
    ex. 원자로/공장 제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로보트 제어
    • Soft realtime system

[용어정리]
컴퓨터에서 여러 작업을 동시에 수행한다는 용어들
- Multitasking(= time sharing): 여러 개의 프로세스를 병렬로 실행
- Time sharing: CPU의 시간을 분할하여 나누어 쓴다는 의미를 강조
- Multiprogramming: 여러 프로그램이 메모리에 올라가 있음, 단일 프로세서에서 실행
- Multiprocess: 여러 개의 CPU(processor)를 병렬로 실행

* Multiprocessor: 하나의 컴퓨터에 CPU(processor)가 여러 개 붙어있음을 의미

운영체제의 예

• 유닉스(UNIX)
  • 대형 컴퓨터를 위해 만들어짐
  • 코드의 대부분을 C언어로 작성
  • 최소한의 커널 구조
  • 복잡한 시스템에 맞게 확장 용이
  • 프로그램 개발에 용이
  ex. Linux
• 윈도우(MS Windows)
  • 개인용 컴퓨터를 위해 만들어짐

운영체제의 기능

• 운영체제의 주요 기능 

 

• CPU Scheduling
• Memory Management
• File Management
• I/O Device Management
• Process Management
  • 프로레스의 생성과 삭제
  • 자원 할당 및 반환
  • 프로세스 간 협력
• 그 외
  • 보호 시스템
  • 네트워킹
  • 명령어해석기