[운영체제] 운영체제란

운영체제란

컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치되어 사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 소프트웨어 계층

• 협의의 운영체제(커널): 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분
• 광역의 운영체제: 커널 뿐만 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 부분

 

운영체제의 목적

(1) 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경 제공

• 운영체제는 동시 사용자/프로그램들이 각각 독자적 컴퓨터에서 수행되는 것 같은 환경(illusion)을 제공
• 하드웨어를 직접 다루는 복잡한 부분을 운영체제가 대행

 

(2) 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리

• 프로세서, 기억장치, 입출력 장치 등의 효율적 관리
  • 사용자 간의 형평성있는 자원 분배 → 형평성
  • 주어진 자원으로 최대한의 성능을 내도록 → 효율성
• 사용자 및 운영체제 자신의 보호
• 프로세스, 파일, 메시지 등을 관리

 

운영체제의 분류

(1) 동시 작업 가능 여부

단일 작업(single tasking)

• 한 번에 하나의 작업만 처리
• (예) MS-DOS 프롬프트 상에서는 한 명령의 수행을 끝내기 전에 다른 명령은 수행시킬 수 없음

 

다중 작업(multi tasking)

• 동시에 두 개 이상의 작업을 처리
• (예) UNIX, MS Windows 등에서는 한 명령의 수행이 끝나기 전에 다른 명령이나 프로그램을 수행할 수 있음

 

(2) 사용자 수

단일 사용자(single user)

• (예) MS-DOS, MS Windows

 

다중 사용자(multi user)

• 한 대의 컴퓨터에 여러 사용자가 터미널 형태로 사용하는 형태
• (예) UNIX, NT Server

 

(3) 처리 방식

일괄 처리(batch processing)

• 작업 요청의 일정량을 모아서 한꺼번에 처리
• 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야 함
• (예) 초기 Punch Card 처리 시스템

 

시분할(time sharing)

• 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용
• 주어진 자원/시간을 쪼개서 최대한 효율적으로 사용하는 시스템
• 일괄 처리 시스템에 비해 짧은 응답 시간을 가짐
• interactive한 방식
• 마치 혼자 컴퓨터를 사용하는 것처럼 컴퓨터가 시간을 분할하여 사용자에게 자원을 주는 방식
• (예) UNIX

 

실시간(realtime OS)

• 정해진 시간에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 하는 실시간 시스템을 위한 운영체제
• Dead Line을 반드시 만족해야 하는 시스템
• Dead Line을 어기면 치명적인 결과를 초래함
• (예) 원자로/공장 제어, 미사일 제어, 반도체 제어, 로봇 제어

 

실시간 시스템 개념의 확장

• Hard Realtime System(경성 실시간 시스템)
  • Dead Line을 어기면 치명적인 결과를 내는 시스템
• Soft Realtime System(연성 실시간 시스템)
  • Dead Line을 어기면 문제는 생기나 치명적인 결과는 아닌 시스템
  • (예) 영상을 실행하는데 다른 프로그램을 동시에 실행해서 영상의 초당 24 프레임이 끊기는 경우

 

용어 설명

컴퓨터에서 여러 작업을 동시에 수행하는 것을 뜻하는 용어들

 

• multi tasking
• multi programming: 여러 프로그램이 메모리에 올라와 있음을 강조
• time sharing: CPU가 시간을 분할하여 나누어 쓴다는 의미를 강조
• multi process

 

• multi processor: 하나의 컴퓨터에 CPU(processor)가 여러 개 붙어 있음을 의미

 

운영체제의 예

유닉스(UNIX)

• 코드의 대부분을 C언어로 작성
• 높은 이식성
• 최소한의 커널 구조
• 복잡한 시스템에 맞게 확장 용이
• 소스 코드 공개
• 프로그램 개발에 용이
• 다양한 버전
  • System V, FreeBSD, SunOS, Solaris
  • Linux
• 여러 유저/프로그램의 동시 사용을 목적으로 개발
• 대형 컴퓨터, 서버를 위해 만들어진 운영체제
• 여러 유저/프로그램 관리의 복잡성을 해결하고자 C언어 개발
• C언어로 개발되어 있어 사람이 이해하기 편하고, 수정도 용이

 

DOS(Disk Operating System)

• MS사에서 1981년 IBM-PC를 위해 개발
• 단일 사용자용 운영체제, 메모리 관리 능력의 한계 (주기억장치: 640KB)

 

MS Windows

• MS사의 다중 작업용 GUI 기반 운영체제
• Plug and Play, 네트워크 환경 강화
• DOS용 응용 프로그램과 호환성 제공
• 풍부한 자원 소프트웨어

 

Handheld device를 위한 운영체제

• PalmOS, Pocket PC (WinCE), Tiny OS

 

운영체제의 구조