운영체제는 사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 소프트웨어 계층을 의미한다.

운영체제란?

  • 좁은 의미로는 커널(컴퓨터에 전원이 들어가고 메모리에 상주하는 부분)
  • 넓은 의미로는 커널을 포함한 필요한 시스템 유틸리티를 포함한 개념

운영체제의 목적

  1. 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리
    • 이 때 자원이라 함은 프로세서, 기억 장치, 입력 장치를 의미
    • 주워진 자원으로 최대한의 성능을 내도록 함
  2. 사용자를 편리하게 사용할 수 있는 환경 제공

운영체제의 분류

  • 동시 작업 가능 여부

    • 단일 작업(single tasking) : 한 번에 하나의 작업 처리
      • MS-DOS
    • 다중 작업(multi tasking) : 동시에 두 개 이상의 작업 처리
      • UNIX, Windows

  • 사용자의 수

    • 단일 사용자(single user)
      • MS-DOS, MS windows(원격 서버기능을 쓰면 다중 사용자도 되긴함)
    • 다중 사용자(multi user)
      • UNIX, NT server

  • 처리 방식

    • 일괄 처리(batch processing)
      • 작업 요청의 일정량을 모아 한번에 차리하는 방식
      • 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야 함
      • 초기 Punch Card 처리 시스템
    • 시분할(time sharing)
      • 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할
      • interactive한 방식(내가 event를 줬을 때 바로 반응이 오는 방식)
      • 대부분의 컴퓨터는 이런 방식
    • 실시간(real time)
      • 정해진 시간안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장됨
      • 원자로/공장 제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로보트 제어 등
      • Hard realtime system : 데드라인을 지켜야 하는 경우?
      • Soft realtime system : 데드라인을 지켜야하지만 엄격하진 않은 경우?

    요즘 OS는 다중 사용자/다중 작업/시분할 방식이다.

    운영체제의 예

    • 유닉스
      • 대형 컴퓨터를 위한
      • C언어로 작성
      • 높은 이식성
        • 하나의 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 프로그램 실행하기 쉽다
      • 최소한의 커널 구조
      • 복잡한 시스템에 맞게 확장 용이
      • 소스 코드 공개
      • 프로그램 개발에 용이
    • 윈도우즈
      • 개인용 컴퓨터를 위한
      • GUI 기반 운영 체제

운영체제의 구조

  • CPU

    • 어떤 프로그램한테 CPU를 할당할까(CPU Scheduling)

    • CPU는 굉장히 빠르기 때문에 관리를 해야하는 것

    • CPU에서는 먼저온 것을 먼저 처리하는게 아니라 자원의 특성을 활용하도록 발전 했음

      → 그 이유는 앞에 응답이 오래걸릴 경우 뒤에 다 밀리는 현상 발생

  • memory

    • 한정된 메모리를 어떻게 쪼개어 쓸까(메모리 관리)
    • 무조건 1/N이 아닌 CPU에서 필요한 부분은 메모리에 상주할 수 있도록 함
    • 어떤 메모리를 Disk로 쫓아내야 하는가? → 메모리에서 많이 사용되었으면 미래에도 사용될 가능성이 높다라는 개념을 이용

  • Disk

    • 디스크에 파일을 어떻게 보관할까(파일 관리)
    • 디스크는 헤드를 이용해서 읽는데 어떻게 하면 효율적으로 이동하여 읽을 수 있을까

  • I/O device

    • 입출력장치와 컴퓨터간 정보를 어떻게 주고 받게할까(입출력 관리)
    • 인터럽트 기반의 관리 *인터럽트란

  • 프로세스 관리

    • 프로세스의 생성과 삭제
    • 자원 할당 및 반환
    • 프로세스간 협력

  • 그 외

    • 보호 시스템
    • 네트워킹
    • 명령어 해석기