운영체제(개념 및 기능과 기법)

운영체제 개념

• 운영체제란 컴퓨터 자원을 어떻게 하면 효율적으로 관리하며, 사용자가 컴퓨터를 편리하고 효과적으로 사용할 수 있도록 호나경을 제공하는 여러 프로그램의 모임이다.
• 사용자가 응용 프로그램을 실행할 수 있는 기반 환경을 제공하여 컴퓨터를 편리하게 사용할 수 있도록 도와주고, 하드웨어를 효율적으로 사용할 수 있도록 다양한 기능을 제공하는 소프트웨어이다.

운영체제의 목적

• 처리 능력의 향상(컴퓨터가 자원을 최대한 효율적으로 처리할 수 있게 하는 것이다.)
• 반환시간의 단축(작업의뢰 시간의 단축을 의미한다.)
• 사용 가능도 향상(Availability를 향상을 목적으로 한다.)
• 신뢰도 향상(Reliability 향상)

운영체제의 기능

• 프로세서, 기억장치, 입력 및 출력 장치, 파일 및 정보 등의 자원을 관리
• 자원의 스케줄링 기능을 제공
• 사용자와 시스템 간의 편리한 인터페이스를 제공
• 자원 보호 기능을 제공(시스템의 문제가 생기면 오류를 검사할 수 있음)

운영체제의 운용 기법

운영체제의 운용 기법에는 다양한 방법들이 존재한다. 이를 여러 단계로 나눠 볼 수 있다.

1. 일괄 처리 시스템

• 일괄 처리 시스템은 초기 컴퓨터 시스템에서 사용된 형태이다. 특히 일정기간에 정해진 양의 데이터를 모아서 한꺼번에 처리하는 방식이다.
• 반환시간은 늦지만 하나의 작업이 모든 자원을 독점하므로 CPU 유휴 시간이 줄어들게 된다.
• 급여 계산, 지불 계산, 연말 결산 등의 사용이 된다.

2. 다중 프로그래밍 시스템

• 다중 프로그래밍 시스템은 하나의 CPU와 주기억장치를 이용하여 여러개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식이다.
• 실제 CPU에서 한개의 프로그램만 실행하고, 나머지 프로그램은 입출력 수행 대기상태로 있게 된다.
• CPU의 사용률과 처리량이 증가하게 된다.

3. 시분할 시스템

• 시분할 시스템은 여러 명의 사용자가 사용하는 시스템에서 컴퓨터가 사용자들의 프로그램을 번갈아가며 처리해줌으로써 각 사용자에게 독립된 컴퓨터를 사용하는 느낌을 주는 방식이다.
• 간단히 표현하면 하나의 중앙 컴퓨터를 두개이상의 단말장치에서 동시에 공동으로 이용하는 것이다.
• 작업에 대한 응답시간을 최소화 하는 것이 목적이며, 하드웨어를 보다 능률적으로 사용할 수 있다.
• 다중 프로그래밍 방식과 결합하여 작업이 동시에 진행되는 것처럼 대화식 처리가 가능하다.

4. 다중 처리 시스템

• 간단하게 하면 여러개의 CPU가 하나의 주기억장치를 이용하여 여러개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식이다.
• 여러 CPU가 하나의 메모리를 공유하여 단일 OS에 의해 관리가 된다.
• 프로그램의 처리속도는 빨라지게 된다. 하지만 입출력장치 등의 자원 공유 문제 해결이 필요하다.

5. 실시간 처리 시스템

• 데이터가 발생한 즉시 혹은 데이터 처리 요구가 있을 때, 즉각적으로 처리하여 결과를 산출하는 방식을 의미한다.
• 처리시간이 단축되고 처리 비용이 절감되게 된다. 자주 활용되는 예시로는 은행의 온라인 업무, 교통 제어 등 실시간으로 제한을 두고 수행되어야 하는 작업에 주로 사용됨.

6. 다중 모드 처리

• 다중 모드처리는 일괄 처리를 하는 시스템으로 시분할 시스템, 다중 처리 시스템, 실시간 처리 시스템을 한 시스템에서 모두 제공하는 방식을 의미한다.

7. 분산 처리 시스템

• 분산 처리 시스템은 여러개의 컴퓨터를 통신 회선으로 연결하여 하나의 작업을 처리하는 방식이다. 즉 여러대의 컴퓨터와 연결되어 네트워크를 공유하게 된다.