📌[OS] Introduction to Operating Systems

📖 01. 운영체제란 무엇인가?

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

• 협의의 운영체제(커널) :
  -> 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분
• 광의의 운영체제 :
  -> 커널 뿐 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념

📖 02. 운영 체제의 목표

1. 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

2. 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리

   • 자원 : 프로세서, 기억장치, 입출력 장치 (H.W 자원)
     -> 사용자 간의 형평성 있는 자원 분배
     -> 주어진 자원으로 최대한의 성능을 내도록
   • 사용자 및 운영체제 자신의 보호
   • 프로세스, 파일, 메세지 등을 관리 (S.W 자원)

• CPU : 하나만 존재한다고 가정했을 때 실행중인 프로그램들에게 짧은 시간씩 CUP를 번갈아 할당 (운영체제의 역할)
• 메모리 : 실행중인 프로그램들에 메모리 공간을 적절히 분배
  -> 정부가 자원을 나누는 것과 같이 생각하면 된다!

📖 03. 운영 체제의 분류

1. 동시 작업 가능 여부

   • 단일 작업(single tasking)
     -> 한 번에 하나의 작업만 처리
     -> ex) MX-DOS 프롬프트 상에서는 한 명령의 수행을 끝내기 전에 다른 명령을 수행 시킬 수 없다.
     
   • 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 있다.

2. 사용자의 수

   • 단일 사용자(single user)
     -> ex) MS-DOS, MS Windows
   • 다중 사용자(multi user) -> 한 서버에 대해 동시 접속가능?
     -> ex) UNIX, NT server
     

3. 처리 방식

   • 일괄 처리(batch processing)
     -> 작업 요청의 일정량 모아서 한꺼번에 처리
     -> 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야 함
     -> ex) 초기 Punch Card 처리 시스템

   • 시분할(time sharing) -> general purpose-computer
     -> 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용
     -> 일괄 처리 시스템에 비해 짧은 응답 시간을 가짐
     ex) UNIX
     -> interactive한 방식 : 키보드 누르면 바로 출력됨

   • 실시간(Realtime OS) -> spatial purpose-computer
     -> 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 하는 실시간시스템을 위한 OS
     -> ex) 원자로/공장 제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로보트 제어

   • 실시간 시스템의 개념확장
     -> Hard realtime system (경성 실시간 시스템)
     -> soft realtime system (연성 실시간 시스템

📖 04. 몇 가지 용어

• Multitasking
• Multiprograming
• Time sharing
• Multiprocess
• 구분
  -> 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

📖 05. 운영 체제의 예

• 유닉스(UNIX)

  • 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 IBM-PC를 위해 개방
  • 단일 사용자용 운영체제, 메모리 관리 능력의 한계(주 기억장치 :640KB)

• MS Windows

  • MS사의 다중 작업용 GUI 기반 운영 체제
  • Plug and Play, 네트워크 환경 강화
  • DOS용 응용 프로그램과 호환성 제공
  • 불안정성 -> 지금은 아닌듯?
  • 풍부한 지원 소프트웨어

• Handheld device를 위한 OS

  • PalmOS, Pocket PC (WinCE), Tiny OS

[출처] 반효경 교수님 강의