[운영 체제]운영 체제(OS)란?

Jihun·2022년 3월 1일
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운영 체제(OS)

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운영체제(Operating System, OS)란?

컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치되어 사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 소프트웨어 계층
좁은 의미: 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분(커널)
넓은 의미: 커널 뿐만 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함하는 개념

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운영체제의 목적

컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공
컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리하는 것

  • 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공
    • 운영체제는 동시 사용자/프로그램들이 각각 독자적 컴퓨터에서 수행되는 것 같은 환상을 제공
    • 하드웨어를 직접 다루는 복잡한 부분을 운영체제가 대행

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  • 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리
    • 프로세서, 기억장치, 입출력 장치 등의 효율적 관리
      • 사용자간의 형평성 있는 자원 분배
      • 주어진 자원으로 최대한의 성능을 내도록
    • 사용자 및 운영체제 자신의 보호
    • 프로세스, 파일, 메시지 등을 관리

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운영 체제의 분류

동시 작업 가능 여부

  • 단일 작업(single tasking)
    • 한 번에 하나의 작업만 처리
      • ex) MS-DOS 프롬프트 상에서는 한 명령의 수행을 끝내기 전에 다른 명령을 수행시킬 수 없음
  • 다중 작업(multi tasking) → 지금의 운영체제
    • 동시에 두 개 이상의 작업 처리
      • ex) UNIX, MS Windows 등에서는 한 명령의 수행이 끝나기 전에 다른 명령이나 프로그램을 수행할 수 있음
  • 사용자의 수
    • 단일 사용자(single user)
      • ex) MS-DOS, MS Windows
    • 다중 사용자(multi user)
      • ex) UNIX, NT server

처리 방식

  • 일괄 처리(batch processing) → 역사 속의 시스템
    - 작업 요청의 일정량 모아서 한꺼번에 처리
    - 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야 함
    - ex) 초기 Punch Card 처리 시스템,
    - interactive하지 않음
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  • 시분할 방식(time sharing) → 현재 우리가 사용하는 방식
    • 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용
    • 일괄 처리 시스템에 비해 짧은 응답 시간을 가짐
      • ex) UNIX
    • interactive함
  • 실시간(Realtime OS)
    • 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 하는 실시간시스템을 위한 OS
    • ex) 원자로/공장 제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로보트 제어
  • 실시간 시스템의 개념 확장
    • Hard realtime system(경성 실시간 시스템)
      • deadline이 지켜지지 않는다면 치명적 결과를 초래 → 반도체 공정
    • Soft realtime system(연성 실시간 시스템)
      • deadline은 있지만 지켜지지 않는다고 치명적인 결과를 초래하지 않음 → 영화관에서 영화 상영

몇 가지 용어

  • Multitasking
  • Multiprogramming
  • Time sharing
  • Multiprocess
  • 구분
    • 위 용어들은 컴퓨터에서 여러 작업을 동시에 수행하는 것을 의미
    • 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

운영 체제의 예

  • 유닉스(UNIX)
    • 코드의 대부분을 C언어로 작성
      • 기계어로 OS를 만드는 것이 어려워서 C언어가 탄생하는 배경이 됨
    • 높은 이식성
      • C언어 사용
    • 최소한의 커널 구조
    • 복잡한 시스템에 맞게 확장 용이
    • 소스 코드 공개
    • 프로그램 개발에 용이
    • 다양한 버전
      • System V, FreeBSD, SunOS, Solaris
      • Linux → 서버와 개인 모두에게 좋은 환경
  • DOS(Disk Operaing System)
    • MS사에서 1981년 IBM-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
    • 불안정성 → 초기 Windows, 현재는 많이 해소됨
    • 풍부한 지원 소프트웨어
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