[OS] Introduction to Operating Systems

운영체제란?

사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 소프트웨어 계층

• 좁은 의미의 운영체제(커널) : 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주
• 넓은 의미의 운영체제 : 커널을 포함해 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함

운영체제의 목적

컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리한다.

• 프로세스, 기억장치, 입출력 장치 등의 효율적 관리
  • 사용자간의 형평성 있는 자원 분배
  • 주어진 자원으로 최대한의 성능을 발휘해 효율성 향상
• 사용자 및 운영체제의 보호
• 프로세스, 파일, 메시지 등을 관리

컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공한다.

• 운영체제는 동시 사용자/프로그램들이 각각 독자적 컴퓨터에서 수행되는 것 같은 경험 제공
• 하드웨어를 직접 다루는 복잡한 부분을 운영체제가 담당

운영체제의 분류 - 동시 작업 가능 여부

• 단일 작업 : 한 번에 하나의 작업만 처리
• 다중 작업 : 동시에 두 개 이상의 작업 처리

운영체제의 분류 - 사용자의 수

• 단일 사용자 : MS-DOS, MS Windows
• 다중 사용자 : UNIX

운영체제의 분류 - 처리 방식

• 일괄 처리(batch processing)
  • 작업 요청의 일정량을 모아서 한번에 처리
  • 작업이 완전 종료될 때 까지 기다려야 한다.
• 시분할(time sharing)
  • 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용
  • 일괄 처리 시스템에 비해 짧은 응답 시간을 가진다.
  • 주어진 자원을 최대한 활용하는 것이 목적
  • interactive 한 방식
• 실시간(Realtime OS)
  • 정해진 시간 안에 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 하는 실시간 시스템을 위한 OS
  • 원자로, 미사일 제어, 반도체 등
  • 실시간 시스템의 개념 확장 : Hard readtime system(경성 실시간 시스템), Soft Realtime System(연성 실시간 시스템)

동시 작업 수행 용어

• Multitasking
  • 동시에 여러 작업이 진행 되는 것
  • 즉, 하나의 실행이 종료되기 전에, 다른 프로그램이 실행되는 것이다.
• Multiprogramming
  • 메모리에 여러 프로그램이 동시에 올라가 있음을 강조한다.
• Time Sharing
  • CPU의 시간을 나누어 쓴다는 것을 강조
• Multiprocess
  • 여러 프로세스가 동시에 실행중인 상태
• Multiprocessor
  • 하나의 컴퓨터에 CPU가 여러개 있는 것 → 동시 작업 수행이랑 다르다.

운영체제의 종류

• 유닉스(UNIX)
  • 코드의 대부분을 C언어로 작성
  • 높은 이식성
  • 최소한의 커널 구조
  • 복잡한 시스템에 맞게 확장 용이
  • 소스 코드 공개
  • 프로그램 개발에 용이
  • 다양한 버전
    • SunOS, Solarix
    • Linux
• DOS(Disk Operating System)
  • MS사에서 개발
  • 단일 사용자용
• MS Windows
  • 다중 작업용 GUI 기반 운영체제
  • Plug And Play , 네트워크 환경 강화
  • 풍부한 지원 소프트웨어

운영체제의 구조

• CPU : CPU 스케줄링 - CPU 할당을 어떻게 할지
• 메모리 : 메모리 관리 - 한정된 메모리를 어떻게 쪼개어 쓸지
• 디스크 : 파일 관리 - 디스크에 어떻게 파일을 보관할지
• I/O Device : 입출력 관리 - 입출력장치와 컴퓨터 간에 어떻게 정보를 주고 받게 할지
• 프로세스 관리 : 프로세스 생성/삭제, 자원 할당/반환, 프로세스 간 협력
• 보호 시스템, 네트워킹, 명령어 해석기

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운영체제