(운영체제 / 반효경) 운영체제의 개념 및 역할 (Introduction to Operating Systems)

운영체제란?

컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치되어 사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 소프트웨어 계층을 말한다.

광의의 운영체제로 운영체제를 설치하게 되면 커널 뿐만 아니라 주변 최소한으로 필요한 유틸리티들까지 포함하기도 하지만 전공자 관점에서는 주로 커널만을 말한다.

 

 

 

운영체제의 목적(역할)

시스템 : 컴퓨터 시스템 자원의 효율적 관리

이미지 출처: KOCW 운영체제(반효경 교수님) 강의

• 하드웨어(프로레서, 기억장치, 입출력 장치 등) 자원을 효율적으로 관리
  • 사용자 간의 형평성 있는 자원 분배
  • 주어진 자원으로 최대한의 성능 발휘
• 사용자 및 운영체제 자신의 보호
• 프로세스, 파일 메시지 등과 같은 소프트웨어 자원도 관리

 

사용자 : 컴퓨터 시스템의 편리한 사용을 위한 환경 제공

• 운영체제는 동시 사용자/ 프로그램들이 독자적 컴퓨터에서 수행되는 것 같은 환상 제공
• 하드웨어를 직접 다루는 복잡한 부분을 운영체제가 대행

 

 

운영체제의 분류

동시작업 가능 여부

• 단일 작업
  • 한 번에 하나의 작업만 처리
  ex. MS-DOS 프롬프트 상에서는 한 명령의 수행을 끝내기 전에 다른 명령 실행 불가

 

• 다중 작업
  • 동시에 두 개 이상의 작업 처리
  ex. UNIX, MS Windows 등에서는 한 명령의 수행이 끝나기 전에 다른 명령이나 프로그램 수행 가능

 

사용자의 수

• 단일 사용자 : MS-DOS, MS Windows

 

• 다중 사용자 : UNIX, NT Server

 

 

처리 방식에 따른 분류

• 시분할(time sharing)
  • 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용
  • 일괄 처리시스템에 비해 짧은 응답시간
  • UNIX
  • interactive한 방식
  • 일반적인 범용 컴퓨터의 운영체제
• 실시간(Realtime OS)
  • 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨을 보장되어야 하는 실시간 시스템을 위한 os
  • 정확한 시간을 맞춰야하는 특수한 목적을 가진 시스템에서 주로 사용
  • ex: 원자로/공장제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로보트 제어
  • 실시간 시스템의 개념 확장
    • Hard realtime system ( 경성 실시간 시스템)
    • Soft realtime system (연성 실시간 시스템)
• 일괄처리
  • 배치 프로세싱
  • 작업 요청의 일정량을 모아서 한꺼번에 처리
  • 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야 함
  • 초기 Punch Card 처리 시스템

 

 

용어정리

아래 용어들은 모두(Multiprocess 제외) 컴퓨터에서 여러 작업을 동시에 수행하는 것을 의미하지만 조금 더 가중치를 두고 있는 부분에서 약간의 차이가 있으니 알아두자.

• Multitasking
• Multiprogramming
  • 메모리에 여러 프로그램이 동시에 일어나는 경우
  • 메모리 측면 강조
• Time sharing
  • cpu 측면 강조
• Multiprocess

 

 

** Multiprocessor

• 하나의 컴퓨터에 cpu가 여러개 붙어 있음을 의미

 

 

 

운영체제의 예

• 유닉스(UNIX)
  • 대형 컴퓨터를 만들기 위한 운영체제
  • 멀티태스킹 가능, 다중 사용자 가능
  • 코드 대부분을 C언어로 작성
  • 높은 이식성(기계와 독립적인 언어로 작성될 경우 이식성이 높음)
  • 최소한의 커널 구조 : 핵심적인 부분만 커널에 넣어 메모리를 적게 차지
  • 복잡한 시스템에 맞게 확장 용이(최소한의 커널 구조로 인해)
  • 소스 코드 공개
  • 프로그램 개발에 용이
  • 다양한 버전
    • System V, FreeBSD, SunOS, Solaris
    • Linux(개인이 쓰기에 좋음, Android OS도 Linux사용)
• DOS
  • 개인용 컴퓨터를 위한 것 ⇒ 단일 사용자 운영체제
  • MS사에서 1981년에 IBM-PC를 위해 개발
  • 단일 사용자용 운영체제, 메모리 관리 능력의 한계(주기억장치 640KB)
• MS Windows
  • 초창기에는 DOS(Disk Operation System)로 등장하였는데, 당시 PC는 사양이 지금에 비해 상당히 저사양이였고 기술 발전에 대한 기대치가 낮아 주기억장치의 메모리를 640KB로 작게 만들었다. 이후 DOS를 기반으로 만들어진 것이 바로 MS Windows다.
  • MS사의 다중 작업용 GUI기반 운영 체제
  • Plug & Play, 네트워크 환경강화
  • DOS용 응용프로그램과 호환성 제공
  • 불안정성(초창기)
  • 풍부환 지원 소프트웨어

 

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본 게시물은 이화여자대학교 반효경 교수님의 운영체제(2014) 강의를 들으며 작성한 강의노트입니다.

 

참고자료

 

운영체제