운영체제

🗃️ Operating System; OS
”컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치되어 사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 소프트웨어 계층”

의미

• 협의 : 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분 (=커널)
• 광의 : 커널 뿐 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념

목적

1. 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공
   1. 동시 사용자/프로그램이 각각 독자적 컴퓨터에서 수행되는 것 같은 경험
   2. 하드웨어를 직접 다루는 복잡한 부분을 대행
2. 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리
   1. 프로세서, 기억장치, 입출력 장치 등의 효율적 관리
      1. 사용자 간 형평성 있는 자원 분배
      2. 주어진 자원으로 최대한의 성능
   2. 사용자 및 운영체제 자신의 보호
   3. 프로세스, 파일, 메시지 들을 관리

분류

동시 작업 가능 여부

• 단일 작업 (single tesking)
  • 한 번에 하나의 작업만 처리
  • 예) MS-DOS 프롬프트
• 다중 작업 (multi tasking)
  • 동시에 두 개 이상의 작업 처리
  • 예) UNIX, MS Windows

사용자의 수

• 단일 사용자 (single user)
  • 예) MS-DOS, MS Windows
• 다중 사용자 (multi user)
  • 예) UNIX, NT server

처리 방식

• 일괄 처리 (batch processing)
  • 작업 요청의 일정량을 모아서 한꺼번에 처리
  • 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야 함
  • 예) 초기 Punch Card 처리 시스템
• 시분할 (time sharing)
  • 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용
  • 일괄 처리 시스템에 비해 짧은 응답시간
  • interactive한 방식
  • 예) UNIX
• 실시간 (Realtime OS)
  • 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 하는 실시간 시스템을 위한 OS
  • 실시간 시스템의 개념 확장
    • Hard realtime system
    • Soft realtime system
  • 예) 원자로/공장 제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로보트 제어

종류

• 유닉스 (UNIX)
  • 특징
    • 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)
  • 특징
    • 단일 사용자용 운영체제, 메모리 관리 능력의 한계 (주 기억 장치 : 640KB)
• MS Windows
  • 특징
    • MS 사의 다중 작업용 GUI 기반 운영 체제
    • Plug and Play, 네트워크 환경 강화
    • DOS용 응용 프로그램과 호환성 제공
    • 불안정성
    • 풍부한 지원 소프트웨어
• Handheld device를 위한 OS
  • 특징
    • PalmOS, Pocket PC (WinCE), Tiny OS

구조

프로세스 관리	그 외
프로세스의 생성과 삭제	보호 시스템
자원 할당 및 반환	네트워킹
프로세스 간 협력	명령어 해석기 (command line interpreter)

• CPU
  • CPU 스케줄링 : 누구한테 CPU를 줄까?
• Memory
  • 메모리 관리 : 한정된 메모리를 어떻게 쪼개어 쓰는가?
• I/O device
  • 입출력 관리 : 각기 다른 입출력장치와 컴퓨터 간에 어떻게 정보를 주고 받게 하는가?
• Disk
  • 파일 관리 : 디스크에 파일을 어떻게 보관하는가?

용어

컴퓨터에서 여러 작업을 동시에 수행하는 것을 뜻하는 용어들

• Multitasking
• Multiprogramming : 여러 프로그램이 메모리에 올라가 있음을 강조
• Time Sharing : CPU 시간을 분할하여 나누어 쓴다는 의미 강조
• Multiprocess : 하나의 컴퓨터에 CPU에 여러 개 붙어 있음