[운영체제] 기본 개념

최솔·2023년 11월 7일

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운영체제(Operating System, OS)란 ?

컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치되는 소프트웨어 계층으로서
사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어의 연결을 담당한다.

운영체제는 컴퓨터가 부팅될 때 메모리 내 커널 영역(kernal space)이라는 공간에 적재되며,
커널 영역을 제외한 공간은 사용자 영역(user space)으로, 일반적인 응용 프로그램이 적재된다.

→ 커널 영역에 적재된 운영체제가 사용자 영역에 적재된 프로그램들에 자원을 할당하고 실행을 돕는 것

운영체제에는 크게 두 가지의 목표가 있다.

사용자의 입장 : 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공 (즉, 하드웨어를 직접 다루는 복잡한 부분을 운영체제가 대행해줌)

전공자의 입장 : 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리하는 것

여기서 말하는 자원이란 프로세스(CPU), 메모리, 기억장치, 입출력 장치 등을 말한다.

자원의 효율적 관리란 ?

단일 작업
한 번에 하나의 작업만 처리 (ex: MS-DOS 프롬프트)
다중 작업
동시에 두 개 이상의 작업을 처리 (ex: UNIX, MS Windows 등)
- 시분할 시스템
  : CPU의 작업시간을 여러 프로그램들이 조금씩 나누어 쓰는 시스템
- 다중 프로그래밍 시스템
  : 메모리 공간을 분할해 여러 프로그램을 동시에 메모리에 올려놓고 CPU가 항상 작업을 수행할 수 있도록 하는 시스템
- 다중처리기 시스템
  : 하나의 컴퓨터 안에 CPU가 여러 개 설치된 시스템

단일 사용자 (Single User)
- MS-DOS, MS Windows
- 단일 작업만 지원해주는 운영체제의 경우 단일 사용자만 지원
다중 사용자 (Mulit User)
- UNIX, NT Server
- 서버에 계정을 여러 개 만들고 원격으로 여러 명이 동시에 접근할 수 있는 것

일괄 처리 (Batch Processing)
- 작업 요청의 일정량을 모아서 한꺼번에 처리
- 작업이 완전히 종료될 때까지 기다림

현대의 운영체제에 적합하지 않음
시분할 (Time Sharing)
- 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용
- 일괄 처리 시스템에 비해 짧은 응답 시간을 가짐
- interactive한 방식

현대의 운영체제
실시간 (Realtime OS)
- 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야하는 실시간시스템을 위한 OS
- ex) 미사일 제어, 반도체 장비, 로봇 제어

시분할과 비슷해보이지만, 프로그램이 동작하기 위해 정확한 시간이 필요로 하는 운영체제