혼자 공부하는 운영체제 (1) - 운영체제란 무엇인가?

운영체제란 ?

1. 의미

운영체제는 하드웨어 바로 위의 소프트웨어 계층으로서 

사용자 및 모든 다른 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 계층 을 의미한다.

 

운영체제는 사용자가 하드웨어를 직접 다루지 않고도 컴퓨터 시스템을 편하게 사용할 수 있도록 

하드웨어를 다루는 복잡한 작업을 담당하며 자원관리자로서 모든 resource(프로세서, 기억장치, 입출력장치...)를 효율적으로 관리한다.

 

'운영체제' 라는 단어는 

협의의 운영체제 -> 커널을 의미하며 부팅 이후 메모리에 상주하는 부분을 말한다. (일반적으로 사용하는 운영체제의 의미)

광의의 운영체제 -> 커널과 주변시스템 유틸리티를 포함한 개념을 말한다.

 

 

2.  목적

• 자원을 효율적으로 관리
• 편리한 환경 제공

 

- 효율적인 자원 관리

* 주어진 자원에서 형평성을 지키며 최대 효율을 낼 수 있도록 자원을 관리
* 사용자 및 OS 자기 자신을 보호
* 프로세스, 파일, 에너지 등을 관리

 

- 편리한 환경 제공

* 여러 프로그램이 실행되고 있어도 사용자 입장에서 마치 독자적으로 프로그램을 실행하고 있는 것처럼 보이게 함
* 하드웨어를 직접적으로 다루어 사용자가 직접 다루지 않아도 되는 환경 제공

 

 

3.  분류

• 동시작업 가능 여부
• 동시 사용가능한 사용자의 수
• 처리방식

 

- 동시작업 가능 여부

1. 단일 작업 - 최근에는 보기 힘든 운영체제로 한 번에 하나의 작업만 처리
2. 다중 작업 - 동시에 두개 이상의 작업을 처리

 

- 동시 사용 가능한 사용자의 수

1. 단일 사용자(single user) - 노트북 1대에 한 명의 사용자만 접속 가능
2. 다중 사용자(multi user)

- 노트북 1대에 동시에 여러 사용자가 접속 가능한 운영체제로
단일 사용자 운영체제에서 접근성 관련 보안이 추가되고, 형평성 있는 리소스 분배를 필요로 하는 운영체제

 

- 처리방식

1. 일괄처리(batch processing)
2. 시분할 처리(time sharing)
3. 실시간 처리(realtime) 

1. 일괄처리
- 작업 요청량을 일정 수준만큼 모아서 한번에 처리
- 작업 종료까지 대기해야 한다는 단점으로 최근에는 사용하지 않음

2. 시분할 처리
- 여러작업을 일정시간 단위로 분할하여 사용
- 일괄처리에 비해 짧은 응답시간
- Deadline 이 없어 프로세스의 종료 시간을 보장하지 않음

3. 실시간 처리
- Deadline 이 있어 정해진 시간 내에 프로세스의 종료시간을 보장하는 운영체제
- 원자로 관련 설비, 미사일 제어 등 실시간 환경이 중요한 시스템을 위한 운영체제
- 경도에 따라 Hard Realtime System(경성 실시간 시스템) 과 Soft Realtime System(연성 실시간 시스템) 으로 나뉨
- 경성 실시간 시스템은 미사일 시스템, 원자로 관련 설비 등 deadline 을 지키지 못하면 심각한 오류를 발생시키는 시스템에서 사용
- 연성 실시간 시스템은 streaming 같은 deadline이 있기는 하지만, 지키지 않는다고 큰 오류를 발생시키지는 않는 시스템에서 사용