1장 Introduction to Operating System

 

reference: kocw의 반효경 교수님 강의와 권진욱 교수님 강의(대학 정규 수업)

수업을 듣고나서 강의 교재를 타이핑하고 필기한 부분을 추가적으로 정리하였습니다.

웹뷰에서 toc를 제공합니다.

github의 md 파일로 보는 게 편하시다면, 여기로 이동해주시면 됩니다.

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1. 운영체제란 무엇인가?

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

• 좁은 의미의 운영체제 = 커널
  • 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분
• 넓은 의미의 운영체제
  • 커널 뿐 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념

2. 운영체제의 목적

1. 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
•  

2. 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리

• hw 자원 (cpu, 메모리, i/o 장치)와 sw 자원 등의 효율적 관리
  • 사용자 간의 형평성 있는 자원 분배
  • 주어진 자원으로 최대한의 성능을 내도록
  • ex) 실행 중인 프로그램들에게 메모리 공간을 공평하게 1/n 으로 나누지 않고 집중 투자하는, 다소 몰아주는 방식으로 나누는데 이 방식이 효율적임
• 사용자 및 운영체제 자신의 보호
• 프로세스, 파일, 메세지 등을 관리
• 한마디로 통치자 역할을 함.

3. 운영체제의 분류

3-1. 동시 작업 가능 여부

단일 작업 (single tasking)

한 번에 하나의 작업만 처리

ex) MS-DOS 프롬프트 상에서는 한 명령의 수행을 끝내기 전에 다른 명령을 수행시킬 수 없음.

다중 작업 (multi tasking)

동시에 두 개 이상의 작업(프로그램) 처리

UNIX, MS Windows 등에서는 한 명령의 수행이 끝나기 전에 다른 명령이나 프로그램을 수행할 수 있음.

3-2. 사용자의 수

단일 사용자 (single user)

ex) MS-DOS, MS Windows --- 개인 컴퓨터 개념

다중 사용자 (multi user)

ex) UNIX, NT server

1대 컴퓨터에 다중 사용자가 터미널 형태로 동시 접속

3-3. 처리 방식

일괄 처리 (batch processing)

• 작업 요청의 일정량 모아서 한꺼번에 처리
• 작업이 완전 종료될 때까지 기다려야 함
• ex) 초기 Punch Card 처리 시스템
• 과거에 주민등록등본을 떼려면 원본을 찾아 복사하는 방식이었는데 10분에 한 번씩 찾았다고 함(?)

시분할 (time sharing)

• 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할하여 사용
• 일괄 처리 시스템에 비해 짧은 응답 시간을 가짐
• ex) UNIX
• interactive한 방식

실시간 (Realtime OS)

• 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨 (deadline)이 보장되어야 하는 실시간 시스템을 위한 OS
• ex) 원자로/공장 제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로보트 제어
• 개념을 확장한다면
  • hard realtime system --- ex) 원자로 제어 시 1초에 해야하는데 2초면 큰일날 수 있음
  • soft realtime system --- ex) 동영상을 본다. 초당 몇 프레임을 찍어야하는데 못 찍을 경우 동영상이 끊길 수는 있지만 어겼다고 해서 큰 문제가 되지 않는 경우

4. 몇가지 용어

아래의 용어는 컴퓨터 안에서 프로그램을(여러 작업을) 동시에 실행시킬 수 있다는 비슷한 뜻을 가지고 있다.

• multitasking
• multiprogramming - 여러 프로그램이 메모리에 올라가 있음을 강조
• time sharing - CPU 의 시간을 분할하여 나누어 쓴다는 의미를 강조
• multiprocess

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• multiprocessor 하나의 컴퓨터에 CPU (processor) 가 여러 개 붙어 있음을 의미

5. 운영체제의 예

유닉스(UNIX)

• 서버 (대형 컴퓨터)를 위한 OS
• 코드의 대부분을 C언어로 작성 ㅡ> 높은 이식성(여러 architecture 와 호환되니까)
• (과거, 하드웨어적인 부분을 제어하기 위해선 assembly 언어로 프로그래밍을 해야 했는데 어려워서 프로그래밍 언어인 C를 만들었다고 한다. )
• 최소한의 커널 구조
• 복잡한 시스템에 맞게 확장 용이
• 소스 코드 공개
• 프로그램 개발에 용이
• 다양한 버전
  • System V, FreeBSD, SunOS, Solaris
  • Linux

DOS

MS Windows

• MS 사의 다중 작업용 GUI 기반 운영 체제
• Plug and Play, 네트워크 환경 강화
• DOS 용 응용 프로그램과 호환성 제공
• (불안정성)
• 풍부한 지원 소프트웨어

android, ios

6. 운영 체제의 구조