[OS] Introduction to Operating Systems

운영체제(Operating System)

• 컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치되어 사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 소프트웨어 계층
• 협의의 운영체제(커널) : 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분 - 좁은 의미
• 광의의 운영체제 : 커널뿐 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념 - 넓은 의미

 

운영체제의 목적

• 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리
  • 프로세서, 기억장치, 입출력 장치(리소스들) 등의 효율적 관리
  • 사용자 및 OS 자신의 보호
  • 프로세스, 파일, 메시지 등을 관리
• 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공
  • 하드웨어를 직접 다루는 복잡한 부분을 운영체제가 대행함

운영체제의 분류

동시 작업 가능 여부

• 단일 작업(Single tasking) : 한 번에 하나의 작업만 처리
  • ex) MS-DOS 프롬프트에서 한 명령의 수행을 끝내기 전에 다른 명령 실행불가
• 다중 작업(Multi tasking) : 동시에 두 개 이상의 작업 처리
  • ex) UNIX에서 한 명령의 수행이 끝나기 전에 다른 명령, 프로그램 실행 가능

 

사용자의 수

• 단일 사용자(Single user) : MS-DOS, MS Windows
• 다중 사용자(Multi user) : UNIX, NT server

 

처리 방식

• 시분할(Time sharing) *주로 사용되는 OS
  • 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용
  • 일괄 처리 시스템에 비해 짧은 응답 시간을 가짐
  • interactive한 방식 -> 입력했을 때 바로 화면에 나옴
• 실시간(Realtime OS)
  • 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보장되어야 하는 실시간 시스템을 위한 OS
  • ex) 원자로/공장 제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로복 제어
  • Hard realtime system(경성 실시간 시스템) : Deadline을 못 지키면 치명적임
  • Soft realtime system(연성 실시간 시스템) : Deadline은 존재하지만 못 지켜도 크게 문제가 없음

*시분할과 실시간이 비슷해 보여도 개념적으로는 다르다 : 실시간은 정해진 시간 안에 종료가 보장되어야 함

 

• 일괄 처리방식(Batch processing)
  • 작업 요청의 일정량 모아서 한꺼번에 처리
  • 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야 함

 

유사한 용어

Multitasking, Multiprogramming, Time sharing, Multiprocess...

• 위의 용어들은 컴퓨터에서 여러 작업을 동시에 수행하는 것을 뜻한다
• Multiprogramming은 여러 프로그램이 메모리에 올라가 있음을 강조 (메모리 측면을 강조)
• Time Sharing은 CPU 시간을 분할하여 나누어 쓴다는 의미를 강조 (CPU를 강조)

*Multiprocessor : 하나의 컴퓨터에 CPU (processor)가 여러개 붙어 있음을 의미

 

 

운영체제의 예시

유닉스(UNIX)

• 코드의 대부분을 C언어로 작성
• 높은 이식성
• 최소한의 커널 구조
• 복잡한 시스템에 맞게 확장 용이
• 소스 코드 공개
• 프로그램 개발 용이
• 다양한 버전 존재 : SunOS, Solaris, Linux…

 

DOS(Disk Operating System)

• MS사에서 1981년 IBM-PC를 위해 개발
• 단일 사용자용 운영체제, 메모리 관리 능력의 한계(램 640KB)

 

MS Windows

• MS사의 다중 작업용 GUL 기반 운영체제
• Plug and Play, 네트워크 환경 강화
• DOS용 응용 프로그램과 호환성 제공
• 풍부한 지원 소프트웨어

 

Handheld device를 위한 OS

• PalmOS, Tiny OS, Pocket PC

 

운영체제의 구조