[운영체제 스터디]2장-운영체제 개요

운영체제의 정의

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

• 협의의 운영체제(커널) <전공자 입장>
  : 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분

• 광의의 운영체제
  : 커널 뿐만 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념

운영체제의 기능

• ⭐컴퓨터 시스템의 자원을 효율적 (+ 형평성) 으로 관리⭐
  : hw자원(프로세서, 기억장치, 입출력 장치), sw자원(프로세스, 파일, 메시지) 의 주어진 자원으로 최대한의 성능을 내도록 관리 + 사용자 및 프로그램들 간 형평성 있는 자원 분배

• 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공
  : 운영체제는 동시 사용자/프로그램들이 각각 독자적 컴퓨터에서 수행되는 것 같은 환상을 제공
  : 하드웨어를 직접 다루는 복잡한 부분을 운영체제가 대행

운영체제의 분류

1. 동시작업 가능 여부

• 단일 작업
  : 한 번에 하나의 작업만 처리

• 다중 작업 : 동시에 두 개 이상의 작업 처리

2. 사용자의 수

• 단일 사용자
  : MS-DOS, MS-Windows
• 다중 사용자
  : UNIX, NT server

3. 처리방식

• 일괄처리(batch processing)
  : 작업요청의 일정량을 모아서 한꺼번에 처리
  : 작업이 완전 종료될 때 까지 기다려야 함

• 시분할(time sharing) Dead Line이 없음
  : 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용
  : 일괄처리 시스템에 비해 짧은 응답시간
  : interactive한 방식

• 실시간(Realtime OS) Dead Line이 있음
  : 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 하는 실시간 시스템을 위한 OS
  : 원자로/공장제어, 미사일제어, 반도체장비, 로보트제어

  • 실시간 시스템의 개념 확장
    : Hard realtime system(경성 실시간 시스템)
    : Soft realtime system(연성 실시간 시스템) ex) 영화

컴퓨터에서 여러 작업을 동시에 수행하는 것을 뜻하는 몇 가지 용어
Multiprogramming : 메모리 측면을 강조
Time sharing : CPU측면을 강조
Multiprocess : CPU가 여러개인 컴퓨터

운영체제의 예

• 유닉스(UNIX)
  : 코드의 대부분을 C언어로 작성
  : 높은 이식성
  : 최소한의 커널 구조
  : 복잡한 시스템에 맞게 확장 용이
  : 소스코드 공개
  : 프로그램 개발에 용이
  : 다양한 버전
  ex) Linux, Solaris, …

• DOS(Disk Operating System)
  : MS사에서 1981년 IBM-PC를 위해 개발
  :단일 사용자용 운영체제, 메모리 관리능력의 한계
  (주 기억장치 : 640KB)

• MS Windows
  : MS사의 다중작업용 GUI기반 운영체제
  : Plug and Play, 네트워크 환경 강화
  : DOS용 응용 프로그램과 호환성 제공
  : 불안정성
  : 풍부한 지원 소프트웨어

운영체제의 자원 관리 기능

CPU와 메모리는 전원이 꺼지면 처리중이던 정보가 모두 지워진다.
보조기억장치(하드디스크)는 전원이 나가도 정보가 지워지지 않는다.

물리적 메모리를 관리하는 방식

• 고정분할 방식
  : 융통성이 없다는 단점
  : 내부조각 발생가능

• 가변분할 방식
  : 내부조각은 발생하지 않음
  : 외부조각 발생가능

• 가상메모리 방식
  : 현대의 범용 컴퓨터 환경에서 가장 널리 사용되는 메모리 관리 기법
  : 물리적 메모리보다 더 큰 프로그램이 실행되는 것을 지원
  : 현재 사용되고 있는 부분만 메모리에 올리고, 나머지는 하드디스크와 같은 보조기억장치(swap area)에 저장해두었다가 필요할 때 적재하는 방식
  : 프로그램을 구성하는 가상메모리 주소 공간(각 프로그램마다 독자적으로 가지고 있음)은 페이지(page)라는 동일한 크기의 작은 단위로 나뉘어 물리적 메모리와 스왑 영역에 일부분씩 저장된다.