[OS] Operating Systems overview

운영체제 역할에 대해서 알아보자 !

1.1 운영체제의 역할

1. User Interface(편리성)

• CUI(Character user interface)
• GUI(Graphical User interface)
• EUCI(End-User comfotable interface)

2. Resource Management(효율성)

• HW resource(processor, memoray, I/O devicesm, etc..)
• SW resource(file, application, message, signal, etc..)

3. Process and Thread management

4. System management

1.2 컴퓨터 시스템의 구성

• System Call Interface은 사용자가 직접 커널, 하드웨어를 조작하면 위험하기 때문에, 이것을 통로로 활용하여 조작 가능하다.
• System Call Interface은 커널의 기능 중에 사용자가 필요로 하는 기능들을 모아놓은 인터페이스다.
• Kernel은 통상 OS라고 한다.

1.2.1 컴퓨터 시스템의 구성 (기능)

1.3 운영체제 구분

1. 동시 사용자 수

• Single-user System
• Multi-user System

2. 동시 실행 프로세스 수

• Single-tasking system
• Multi-tasking system(Multiprogramming system)

3. 작업 수행 방식

• Batch processing system
• Time-sharing system
• Distributed processing system
• Real-time system

1.4 동시 사용자 수

단일 사용자

• 한 명의 사용자만 시스템 사용 가능하다.
• 개인용 장비(PC, Mobile) 등에 사용한다.(Window10, android, MS-DOS 등)

다중 사용자

• 동시에 여러 사용자들이 시스템 사용한다.
• 서버 및 클러스터 장비 등에 사용한다.(Unix, Linux, Windows Server)

1.5 동시 실행 프로세스 수

단일작업

• 시스템 내에 하나의 작업(프로세스)만 존재하다.
• 운영체제 구조가 간단하다.

다중 작업

• 동시에 여러 작업(프로세스)이 가능하다.
• 운영체제 구조가 복잡하다.

작업 수행 방식에 대해서 간단히 알아보자 !

1.6.1 순차 처리

• 운영 체제 개념이 존재하지 않았다.
• 실행하는 작업 별 순차 처리한다.(예: 에니악)

1.6.2 Batch Processing Systems

• 모든 시스템을 중앙에서 관리 및 운영한다.
• 사용자의 요청 작업을 일정 시간 모아 두었다가 한번에 처리한다.

장점

• 시스템 지향적이다.
• 많은 사용자가 시스템 자원을 공유한다
• 처리 효율이 향상한다

단점

• 생산성이 저하한다.(같은 유형의 작업들을 모이기를 기다려야 됨)
• 긴 응답시간(Turnaround time)

1.6.3 Time Sharing Systems

• 여러 사용자가 자원을 동시에 사용한다.(OS가 파일 시스템 및 가상 메모리 관리)
• 사용자 지향적이다.(대화형 시스템, 단말기)

장점

• 응답시간 단축한다.
• 생산성이 향상된다.(프로세스 유휴시간 감소 효과)

단점

• 통신 비용 증가
• 개인 사용자 체감 속도 저하

1.6.4 Distributed Processing Systems

• 네트워크를 기반으로 구축된 병렬처리 시스템이다.
• 사용자는 분산운영체제를 통해 하나의 프로그램, 자원처럼 사용 가능하다.

장점

• 자원 공유를 통한 높은 성능이 있다.
• 고신뢰성, 높은 확정성이 있다.

단점

• 구축 및 관리가 어렵다.

1.6.5 Real-time Systems

• 작업 처리에 제한시간을 갖는 시스템이다.
• 제한 시간 내에 서비스를 제공하는것이 자원 활용률보다 중요하다.

종류

• Hard real-time task(발전소 제어, 무기 제어, 발사 제어)
• Soft real-time task(동영상 제어)
• Non real-time task

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참고자료 : HPC, ChatGPT을 활용해서 작성하였습니다.