[운영체제] 운영체제란?

운영 체제?

• 컴퓨터 시스템의 하드웨어적인 자원과 소프트웨어적인 자원을 효율적으로 관리
• 다른 응용 프로그램이 유용한 작업을 할 수 있도록 환경을 제공
• 컴퓨터 사용자와 컴퓨터 하드웨어 간의 인터페이스로서 동작하는 시스템 소프트웨어
• 사용자가 컴퓨터를 편리하고, 효과적으로 사용할 수 있도록 함

역할

1. 자원관리

• 컴퓨터 시스템 자원 효율적 관리

2. 자원 보호

• 프로그램이나 다른 사용자가 데이터를 삭제하거나 중요 파일에 접근하지 못하게 컴퓨터 자원들 보호

3. 인터페이스 제공

• 하드웨어 인터페이스와 사용자 인터페이스 제공하여 편리하게 사용하도록 지원

목적

운영체제의 성능을 평가하는 기준이 됨

• 처리능력(Throughput): 일정 시간 내에 시스템이 처리하는 일의 양
• 반환시간(Turn Around Time): 시스템에 작업을 의뢰한 시간부터 처리가 완료될 떄까지 걸린 시간
• 사용가능도(Availability): 시스템을 사용할 필요가 있을 때 즉시 사용 가능한 정도
• 신뢰도(Reliabilty): 시스템이 주어진 문제를 정확하게 해결하는 정도

 

종류

1. Windows

• MS사에서 개발한 컴퓨터용 운영체제
• 데스크톱 OS 중 가장 많은 점유율을 차지
• 사용자에게 최적화가 가장 잘되어있는 운영체제

2. Linux

• 리누스 토르발스가 커뮤니티 주체로 개발한 컴퓨터 운영체제
• 다중 사용자, 다중 작업, 다중 스레드를 지원하는 네트워크 운영체제

3. Unix

• 70년대 초 벨 연구소 직원 켄 톰슨, 데니스 리치, 더글러스 매클로이 등이 개발
• 멀티태스킹과 다중 사용자 방식의 시분할 운영체제
• 현대적 컴퓨터 대부분의 운영체제의 원형이 된 운영체제
• 서버 운영에 필수적인 CLI에 특화

유형

1. 일괄처리 시스템(Batch processing system)

• 유사한 작업들끼리 일정량 또는 일정 시간 묶어서 처리하는 방식
• 컴퓨터 시스템을 효율적으로 사용
• 하나의 작업이 모든 자원을 독점하므로 CPU 유휴 시간이 줄어듦
• ex) 초기 Punch Card 처리 시스템, ORM카드 등

2. 다중 프로그래밍 시스템(Multi programming system)

• 하나의 CPU와 주기억 장치를 이용하여 여러 개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식
• CPU와 대화하면서 처리가 가능하여 CPU 사용률과 처리량이 증가

3. 시분할 시스템(Time sharing system)

• 시간을 분할하여 여러 사용자들에게 컴퓨터 자원을 번갈아가며 할당하면 사용자는 자신이 컴퓨터를 독점하고 있다는 느낌을 주게 됨

4. 실시간 시스템(Real-Time system)

• 단말기의 요청을 즉시 처리하여 결과를 반환하는 시스템
• ex) 원자로 / 공장 제어, 미사일, 반도체 장비

5. 다중처리 시스템(Multi-processing system)

• 여러 대의 CPU와 하나의 주기억장치를 이용하여 여러 개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식
• 단일 운영체제에 의해 관리
• 하나의 CPU가 고장 나더라도 시스템의 신뢰성과 안정성을 보장

6. 분산 컴퓨팅(Distributed computing)

• 넷상으로 연결된 여러 대의 컴퓨터들의 처리 능력을 이용하여 복잡한 계산 문제를 해결하려는 분산 처리 모델

기능

 

1. 프로세스 관리: OS에서 동시에 실행되는 많은 프로세스를 효율적으로 관리

2. 파일 관리: 파일 생성, 수정, 삭제, 조작, 백업 등

3. 네트워크 관리:네트워크 서비스 성능, 오류분석, 프로비저닝, 품질관리 등

4. 메인 메모리 관리: 메모리 추척, 프로세스에 따른 메모리 할당

5. 보조 스토리지 관리: 스토리지 할당, 여유 공간 관리, 디스크 스케줄링

6. 입출력 장치 관리: 버퍼 캐싱 시스템 제공, 장치 드라이브 제공

7. 보안 관리: 시스템 보호 및 오류로 인한 시스템 손상 방지

8. 명령어 해석 시스템: 사용자와 시스템 간의 인터페이스. 인터프리터, 쉘 등

운영체제의 주요 자원관리

1. 프로세스 관리

• 프로세스 스케줄링 및 동기화 관리 담당
• 프로세스 생성과 제거, 시작과 정지, 메시지 전달 등의 기능 담당

2. 기억장치 관리

• 프로세스에게 메모리 할당 및 회수 관리 담당

3. 주변장치 관리

• 입 출력 장치 스케줄링 및 전반적인 관리 담당

4. 파일 관리

• 파일의 생성과 삭제, 변경, 유지 등의 관리 담당

운영체제 용어

• 멀티태스킹: 하나의 프로그램이 끝나기 전에 다른 프로그램이 시작 가능
• 멀티프로그래밍: 메모리에 여러 프로그램이 동시에 올라가는 방식
• 사시분할 시스템 (Time-sharing): 시분할, 시간을 공유해서 사용 (CPU 측면)
• 멀티프로세싱: 여러 프로세스가 실행
• 멀티코어: 하나의 컴퓨터에 CPU가 여러개 붙어 있음을 의미

참고자료

- 운영체제란

- [OS] 운영체제란? (운영체제의 역할, 목적, 종류, 기능)