Introduction to Operating System

1차시 Introduction to Operating System

 

운영체제란?

- 컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치되어 사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 소프트웨어 계층

-  협의의 운영체제 (좁은의미의 운영체제) (커널)

   - 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분

- 광의의 운영체제 (넓은 의미)

   - 커널 뿐 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념

 

 

운영체제의 목적 (2가지)

  1. 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공

    - 운영체제는 동시 사용자/ 프로그램들이 각각 독자적 컴퓨터에서 수행되는 것 같은 환상을 제공한다.

    - 하드웨어를 직접 다루는 복잡한 부분을 운영체제가 대행한다.

 

  2. 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리 ( => 운영체제의 가장 중요한목적)

    2-1) 프로세서, 기억장치, 입출력 장치 등의 효율적 관리

             - 사용자 간의 형평성 있는 자원 분재

             - 주어진 자원으로 최대한의 성능을 내도록

    2-2) 사용자 및 운영체제 자신의 보호

    2-3) 프로세스, 파일, 메시지 등을 관리

 

여러 프로그램을 구동할 때, 실행중인 프로그램들에게 짧은 시간씩 CPU를 할당하고, 메모리 공간을
적절하게 분배한다. 
이후 스케줄링에서 다룬다고 함.

 

운영 체제의 분류

   1. 동시 작업 가능 여부

     - 단일 작업

         - 한 번에 하나의 작업만 처리

           ex) MS- DOS 프롬프트 상에서는 한 명령의 수행이 끝나기 전에 다른 명령은 수행 불가

     - 다중 작업

         - 동시에 두 개 이상의 작업 처리

           ex) UNIX, MS Windows 등에서는 한 명령의 수행이 끝나기 전에 다른 명령이나 프로그램을 수행할 수 있음

 

    2. 사용자 수

      -  단일 사용자

         ex)MS-DOS, MS Windows

      -  다중 사용자

         ex) UNIX, NT server

 

    3. 처리 방식

      - 일괄 처리(batch processing) => interactive X (현대에는 보기 힘듬)

         - 작업 요청의 일정량 모아서 한꺼번에 처리

         - 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야 함

          ex) 초기 Punch Card 처리 시스템

 

      - 시분할(time sharing) => 현대 모습이라고 보면됨

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

         - 일괄 처리 시스템에 비해 짧은 응답 시간을 갖는다 ex) UNIX

         - interative한 방식

         - 주어진 자원을 최대한 활용하는게 목적이라서 정확하게 시간을 지켜주거나 하지는 않음(실시간과 차이점)

 

      - 실시간(Realtime OS) => 특정한 목적 가진 System에서 사용

         - 정해진 시간 안에 어떤 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 하는 실시간 시스템을 위한 OS

           ex) 원자로 / 공장제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로보트 제어

         - 실시간 시스템의 개념확장

           - Hard realtime system(경성 실시간 시스템) - 데드라인 못지키면 크게 문제 발생하는 거 (위에 ex같이)

           - Soft realtime system(연성 실시간 시스템) - 데드라인 못지키면 치명적인 결과 초래 안하는 경우

                                                                        ex) 영상 스트리밍, 네비게이션 등

 

 

몇가지 용어

   - Multitasking : task가 사실은 동시에 돌아가고 있지만, 실제로 CPU에서는 매 순간 하나의 task만 처리하고 있으며

                         그것을 짧은 시간의 주기로 분할하여 할당하기 때문에 마치 동시에 실행되는 것 처럼 보임

 

   - Multiprogramming : 여러 프로그램이 메모리에 올라가 있음을 강조

  

   - Time Sharing : CPU의 시간을 분할하여 나누어 쓴다는 의미를 강조

 

   - Multiprocess : 여러 프로세스가 동시에 수행된다.

 

위 네가지 용어는 유사한 의미로 사용됨.

 

   - Multiprocessor : 하나의 컴퓨터에 CPU(processor)가 여러개 붙어 있음을 의미

 

운영 체제의 예

   1. 유닉스(UNIX)

       - 코드의 대부분을 C 언어로 작성

       - 높은 이식성

       - 최소한의 커널 구조

       - 복잡한 시스템에 맞게 확장 용이

       - 소스 코드 공개

       - 프로그램 개발에 용이

       - 다양한 버전

          ex) System V, FreeBSD, SunOS, Solaris, Linux

   

    2. DOS(Disk Operating System)

        - MS 사에서 1981년 IBM-PC를 위해 개발

        - 단일 사용자용 운영체제, 메모리 관리 능력의 한계(주 기억장치: 640KB)

 

    3. MS Windows

        - MS사의 다중 작업용 GUI 기반 운영 체제

        - Plug ans Play, 네트워크 환경 강화

        - DOS 용 응용프로그램과 호환성 제공

        - 불안정성

        - 풍부한 지원 소프트웨어 

 

    4. Handheld device를 위한 OS

        - PalmOS, Pocket PC(WinCE), Tiny OS

 

운영 체제의 구조

   - CPU : 누구한테 CPU를 줄까 => CPU 스케줄링

   - Memory : 한정된 메모리를 어떻게 할당해서 쓰지? => 메모리 관리

   - Disk : 디스크에 파일을 어떻게 보관하지? => 파일관리 (엘리베이터느낌)
   - I/O device : 각기 다른 입출력 장치와 컴퓨터 간의 어떻게 정보를 주고 받게 하지? => 입출력 관리

         => 자세한건 나중에

   - 프로세스 관리

      - 프로세스의 생성과 삭제

      - 자원 할당 및 변환

      - 프로세스 간협력

   - 그 외

      - 보호 시스템

      - 네트워킹

      - 명력어 해석기( command line interpreter)

 

 

참고 URL

http://www.kocw.net/home/cview.do?cid=3646706b4347ef09 

운영체제

 

 

 

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