[운영체제] CH1. Introduction

운영체제란 무엇인가?

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

 

좁은 의미에서는 커널을 의미한다. 커널이란 운영체제의 핵심 부분으로, 부팅 이후에 메모리에 상주하는 부분이다. 넓은 의미로는 커널뿐 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념이라고 할 수 있다. 메모리에 상주하지 않는 별도의 프로그램들을 포함하여 운영체제를 정의하기도 한다.

하드웨어에 OS를 설치하면 두 개가 한 몸이 되어 컴퓨터 시스템이 되고 사용자는 이 컴퓨터를 직접 하드웨어에 접근하지 않고 운영체제와 접근하면서 쉽게 사용 가능하다.

 

운영체제의 목적

 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리하는 것이 가장 중요한 역할이다. 자원(resource)이란 프로세서, 기억 장치, 입출력 장치 등을 일컫는다. (CPU, Memory 등등...) 이 때, 운영체제는 자원을 형평성있게 분배한다.

 또한, 운영체제는 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공한다. 동시 사용자/프로그램들이 각각 독자적 컴퓨터에서 수행되는 것처럼 가상 환경을 제공하고, 하드웨어를 직접 다루는 복잡한 부분을 운영체제가 대행한다.

운영체제의 분류

• 동시 작업 가능 여부

  • 단일 작업(single tasking) / 다중 작업(multi tasking)

• 사용자의 수

  • 단일 사용자 / 다중 사용자

• 처리 방식

  • 일괄 처리(batch processing)
    • 작업 요청의 일정량 모아서 한꺼번에 처리
    • 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야 함
    • 현대에는 찾아보기 어려움
  • 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
  • 실시간(realtime OS)
    • 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 하는 실시간 시스템을 위한 OS (원자로/공장 제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로봇 제어)
    • 실시간 시스템의 개념 확장
      • Hard realtime system: 중요한 작업이 정해진 시간 내에 완료됨을 보장한다. 시스템 내에 있는 모든 지연은 엄격한 시간 제한을 가진다.
      • Soft realtime system: 중요한 실시간 작업은 다른 작업보다 우선순위를 가지고 실행되지만, 엄격하게 정해진 시간 내에 완료됨을 보장하지는 않는다.

※ 혼동하기 쉬운 단어들

Multitasking - CPU는 순간에 하나의 작업을 수행하는데, 시간 텀을 잘게 쪼개서 여러 작업을 수행하기 때문에 마치 동시에 여러 작업을 수행하는 것처럼 보이는 작업. 하나의 작업이 끝나기 전에 다른 작업을 수행하는 것

Multiprogramming - 여러 프로그램이 메모리에 올라가 있는 것

Time sharing - CPU의 시간을 분할하여 나누어 쓴다는 의미

Multiprocessor - 하나의 컴퓨터에 CPU(processor)가 여러 개 붙어 있음을 의미

 

운영체제의 구조

• CPU 스케줄링
• 메모리 관리
• 파일(디스크) 관리
• 입출력 관리
• 프로세스 관리
• 그 외(보호 시스템, 네트워킹, 명령어 해석기)

 

 

 

 

 

본 포스팅은 이화여대 반효경 교수님의 강의와 경북대 탁병철 교수님의 강의를 토대로 작성한 글입니다.