운영체제 - Introduction to Operation System

2020-09-07

OS를 공부하면서 정리를 한 내용들 입니다.


운영체제란?

컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치 되어 사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 소프트웨어 계층.

1.좁은 의미의 운영체제(커널)

  • 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분

2.넓은 의미의 운영체제

  • 커널을 포함해서 여러가지 주변 시스템을 다루는 유틸리티들을 포함한 개념

운영체제의 목적

컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리(운영체제의 중요한 목적)

  • 자원(프로세서, 기억장치, 입출력 장치 등) 효율적 관리
  • 사용자 및 운영체제 자신의 보호
  • 프로세스, 파일, 메시지 등을 관리

컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경 제공

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

운영체제의 분류

크게 3가지로 구분을 합니다.

동시 작업 가능 여부

1.단일 작업(Single tasking) : 한 번에 하나의 작업만 처리

ex) MS-DOS 프롬프트 상에서는 한 명령의 수행을 끝내기 전에 다른 명령 수행 불가

엘레베이터(한가지 기능만 수행하면 됨)같이 특수 목적으로 만들어진 경우, 단일 작업 OS를 사용

2.다중 작업(Multi tasking) : 동시에 두 개 이상의 작업 처리

ex) UNIX, MS windows 등에서는 한 명령의 수행이 끝나기 전에 다른 명령이나 프로그램 수행 가능

사용자의 수

  1. 단일 사용자(single user) ex) MS-DOS, MS windows

  2. 다중 사용자(multi user) ex) UNIX, NT server

처리 방식

1.일괄 처리(batch processing)

  • 작업 요청의 일정량 모아서 한번에 처리
  • 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야함 ex)현대에는 찾아보기 드문 방식으로, 초기 punch card 처리 시스템

2.시분할 방식

  • 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용
  • 일괄 처리 시스템에 비해 짧은 응답시간을 가짐( ex)Unix )
  • interactive한 방식( ex)내가 컴퓨터 키보드를 두드렸을 때 바로 화면에 보임 )

3.실시간(Realtime OS)

  • 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 하는 실시간 시스템을 위한 OS
  • ex) 원자로 / 공장 제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로봇 제어

실시간 시스템의 개념 확장

  • Hard realtime system(경성 실시간 시스템) : 데드라인을 정확히 지키지 않으면 치명적인 결과를 낳는 경우
  • Soft realtime system(연성 실시간 시스템) : 위에 비해 비교적 정확히 지키지 않더라도 불편한 정도의 결과를 낳는 경우

## 의미를 혼동할 수 있는 용어 정리

### Multitasking

동시에 두 개 이상의 프로그램을 처리할 수 있다.

### Multiprogramming

메모리 공간을 분할해 여러 프로그램들을 동시에 메모리에 올려놓고 처리하는 시스템

초창기 싱글코어 싱글 스레드 컴퓨터에서는 프로그램이 메모리에 하나만 올라가고

해당하는 프로그램만 CPU가 처리를 진행할 수 있었다.

이런 과정에서 프로그램이 파일 입출력을하게 되면 중간에 idle(정지)상태가 되는데

이 때 다른 프로세스의 일부를 실행시키는걸 의미한다.

### Time sharing

cpu의 작업 시간을 여러 프로그램들이 조금씩 나누어 쓰는 시스템

### Multiprocess

하나의 컴퓨터안에 cpu가 여러 개 설치된 경우를 의미

### 구분

위의 용어들은 컴퓨터에서 여러 작업을 동시에 수행하는 것을 뜻한다.

Multiprogramming은 여러 프로그램이 메모리에 올라가 있음을 강조

Time sharing 은 cpu의 시간을 분할하여 나누어 쓴다는 의미를 강조