운영체제란?
컴퓨터 하드웨어 바로 윗단에 설치되는 Software
컴퓨터 하드웨어와 각종 소프트웨어, 사용자를 연결해주는 계층
✅ 좁은 의미의 운영체제 (커널)
컴퓨터 전원을 킨 후 부팅이 일어난 이후로 항상 메모리에 상주하는 부분
✅ 넓은 의미의 운영체제 (커널)
커널을 포함해서 각종 주변 시스템을 다루는 유틸리티를 포함한 개념
ex) Windows 를 설치 할 때, 파일을 복사하고 삭제하는 별도의 프로그램
운영체제의 목적
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하드웨어를 효율적으로 관리하는 역할 → 자원을 효율적으로 관리
✅ CPU, Memory, I/O device 등의 리소스를 효율적으로 관리
- 주어진 자원으로 최대한 성능을 내도록 한다
- 사용자간의 형평성 있는 자원 분배
→ 효율성과 형평성 고려
✅ process, file, message 등의 software 자원 역시 관리
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사용자가 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용하도록 하는 환경을 제공하는 역할
- 운영체제가 동시 사용자/프로그램들이 각각 독자적 컴퓨터에서 수행되는 것 같은 환경을 제공해준다.
운영 체제의 분류
▪️ 동시 작업 가능 여부
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single tasking (단일 작업)
한 번에 하나의 작업만 처리
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multi tasking (다중 작업)
동시에 두 개 이상의 작업 처리
▪️ 사용자의 수 - 기준: 하나의 컴퓨터를 여러 사용자가 동시에 접속해서 쓸 수 있는지
- Single user (단일 사용자)
- Multi user (다중 사용자)
▪️ 처리 방식
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Batch processing (일괄 처리)
작업 요청의 일정량을 모아서 한꺼번에 처리
현대의 운영체제에서는 찾아보기 어렵다
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Time sharing (시분할)
여러 작업이 동시에 실행이 되지만, 운영체제가 작은 시간 단위로 나누어서 사용자들에게 CPU 를 할당해준다.
Interactive한 방식
But, deadline 이 있고 정확한 시간을 지켜 작업을 완료 시켜주는 시스템은 아니다.
범용 시스템, 컴퓨터에서 사용
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Realtime OS (실시간)
deadline 이 있고 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료되는 것이 보장되어야 하는 시스템
특수한 목적을 가진 시스템에서 사용.
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실시간 시스템의 개념 확장
Hard realtime system (반도체 공장, 미사일 …)
Soft realtime system (멀티미디어 플레이 …)
Multitasking
→ CPU에서는 매시간 마다 하나의 작업만 실행되지만, 짧은 시간 간격으로 분할하여 할당을 하기 때문에 동시에 실행되는 것처럼 보인다.
MultiProgramming
→ 메모리에 여러 프로그램이 동시에 올라가는 것을 강조한 표현. Mulitasking이 되려면 Multiprogramming이 되어야 한다.
Time sharing
→ CPU 를 강조한 표현
Multiprocess
➡️ 위의 4가지 용어는 유사한 용어로 사용된다.
Multiprocessor
→ 하나의 컴퓨터에 여러 CPU(processor)가 붙어 있음을 의미. 하드웨어적으로 다른 시스템.
운영체제의 구조
아래의 자원을 효율적으로 관리하는 것이 OS 역할
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CPU
어떤 프로그램에게 CPU 를 할당할 것인지 → CPU scheduling
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메모리
한정된 메모리를 분배하는 이슈 → 메모리 관리
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디스크
디스크에 파일 보관 이슈 → 파일 관리
디스크에도 scheduling이 필요.
→ head 의 움직임을 최소한으로 하면서 동시에 많은 요청을 빨리 처리할 수 있는지
( CPU 는 너무 빨라서 어떻게 관리할 것인지에 대한 이슈 )
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I/O device
느린 I/O device와 빠른 memory, CPU 와 어떻게 정보를 주고 받게 할지에 대한 이슈 → 입출력 관리
