1. 운영체제 기초

운영체제(Operating System, OS)란?

컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치되는 소프트웨어로 사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드뒈어를 연결하는 기능을 한다. 운영체제는 두 개의 뜻을 가지고 있다.

• 좁은 의미의 운영체제: 커널
  운영체제의 핵심 부분으로 컴퓨터 키고 부팅된 이후 메모리에 항상 상주하는 부분
• 넓은 의미의 운영체제
  커널 뿐 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념 (ex. 파일 복사 기능)
  -체제의 분류

운영체제 목적

1. 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리
   • 자원 = 프로세서, 기억장치, 입출력 장치 등
   • 하드웨어들이 최대한의 성능을 내면서도, 사용자간 자원을 형평성 있게 분배될 수 있도록 효율적으로 관리하는 것이 주 목적이다.
2. 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

운영체제의 분류

*는 현재 사용되고 있는 방식

1. 동시 작업 가능 여부

단일 작업 (single tasking)

한번에 하나의 작업만 처리
ex) MS-DOS 프롬프트 상에서는 한 명령의 수행을 끝내기 전에 다른 명령을 수행시킬 수 없음

다중 작업 (multi tasking) *

동시에 두 개 이상의 작업 처리
ex) UNIX,MSWindows등에서는 한 명령의 수행이 끝나기 전에 다른 명령이나 프로그램을 수행할 수 있음

2. 사용자의 수

단일 사용자(single user)

ex) MS-DOS, MS Windows, 핸드폰

다중 사용자(multi user) *

ex) UNIX, NTserver, Linux, 현재 대부분의 컴퓨터들

3. 처리 방식

일괄 처리(batch processing)

작업 요청의 일정량 모아서 한꺼번에 처리 이 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야 함. 이건 역사속의 시스템으로 interactive하지 않음.
ex) 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 응답 시간을 가짐 (Interactive한 방식). 사람에 특화된 방식으로 데드라인은 없기에 작업이 수행되는 시간이 때마다 달라질 수 있음.
ex) UNIX

실시간(Realtime OS)

정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 하는 실시간시스템을 위한 OS
분할하여 사용.
ex) 원자로/공장 제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로보트 제어

• hard realtime system (경성 실시간 시스템)
  • 데드라인이 늦거나 무엇인가가 틀리면 절대 안됨
  • ex) 미사일, 반도체 공장

• soft realtime system (연성 실시간 시스템)
  • 데드라인보다 조금 늦어지거나 조금 틀려도 당장 문제가 되지 않음
    

몇 가지 용어

컴퓨터가 여러 작업을 동시에 수행함을 나타내는 용어는 다음과 같이 4가지 정도가 있는데, 각각 강조하는 부분이 다르다.

• Multitasking
  -대표적으로 쓰는 용어로, 하나의 작업이 끝나기 전에 다른 작업도 수행하는 경우
• Multiprogramming
  • 메모리에 여러 프로그램이 올라가 있음을 강조
• Time sharing
  • 이는 CPU의 시간을 분할하여 나누어 쓴다는 의미를 강조
• Multiprocess
  • 여러 프로그램(process)가 동시에 수행된다는 의미를 강조

! 주의점 !
이떄, multiprocessor는 multiporcess과 다른 개념이다. multiprocessor는 하나의 컴퓨터에 CPU(processor)가 여러 개가 붙어있는, 하드웨어가 전혀 다른 컴퓨터를 의미한다.

운영체제의 예

• UNIX 계열 OS
  • 동기: 대형 컴퓨터를 위해 만들어짐 (서버에 여러 사용자가 접속하는 컴퓨터)
  • 그래서 multitasking, multi user를 지원하고 있음
  • UNIX OS를 만들기 위해 C 언어를 개발
  • 오픈 소스 -> 프로그램 개발에 용이
  • 높은 이식성 (다른 컴퓨터에 OS를 이식하는 것이 쉬움. 기계어와 독립적인 C언어로 개발되었기 때문)
  • 커널 메모리 크기가 매우 작음 (최소한의 커널 구조) -> 그래서 복잡한 시스템에 맞게 확장이 용이
  • ex) Solaris, Linux
• 윈도우 계열 OS
  • 동기: 개인 PC를 위해 만들어짐
  • DOS
    • 그래서 처음엔 단일 사용자, 단일 작업만을 지원하는 OS에서 출발함
  • MS Windows
    • 풍부한 지원 소프트웨어
    • MS사의 다중 작업용 GUI 기반 운영체제
• Handheld device를 위한 OS