[운영체제] 개요

운영체제란 컴퓨터 시스템과 사용자 사이에서 중개자 역할을 하는 프로그램이다.

컴퓨터를 키면 제일 먼저 만나는 프로그램이기 하다. 운영체제가 있어 우리는 좀더 편하게 컴퓨터를 사용할수있다.

 

1. 운영체제의 정의와 목적

 

컴퓨터 시스템은 하드웨어,소프트웨어로 구성되어있다.

 

운영 체제는 하드웨어와 사용자 사이에서 인터페이스를 제공하고,한정된 시스템 자원을 더욱 효율적으로 관리하여 컴퓨터의 성능을 향상시키는 시스템 소프트 웨어이다.

 

컴퓨터 시스템의 구성

 

하드웨어 : 중앙처리장치,기억장치,입출력장치 등 기계적인 장치를 의미한다.

운영체제 : 하드웨어와 사용자 사이에서 중개자 역할을 하는 프로그램이다.

                 일반적으로 윈도우,유닉스,리눅스 등을 많이 사용한다.

응용 프로그램 : 문서 작성 프로그램, 그래픽 프로그램, 게임 프로그램 등 특수한 목적을 달성하기 위해 사용하는 프로그램

                          을 의미한다.

사용자 : 사람이나 기계가 될 수도 있지만 다른 컴퓨터 시스템이 될수도있다.

 

* 운영체제는 사용자가 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할수있도록 환경을 마련하고, 시스템 자원을 관리하여 컴퓨터의 성능을 향상시킨다.

- 처리량 향상 : 컴퓨터 시스템이 단위 시간 동안 처리하는 작업량을 늘린다.

-응답 시간 단축 : 컴퓨터 시스템에 작업을 맡긴 후 결과가 나올때까지 소요되는 시간을 단축시킨다.

-신뢰성 향상 : 컴퓨터 시스템을 구성하는 하드웨어 장치나 프로그램이 주어진 기능을 실패없이 안정적으로 수행할수있도록한다.

-유용성 증대 : 자원을 효율적으로 관리하여 제공할 수있는 자원을 양을 최대로 늘린다.

 

운영체제의 구동 방법

 

운영체제는 컴퓨터 전원이 켜지면 자동으로 실행된다. 운영체제를 구동시키기 위한 컴퓨터 시스템의 부팅 과정은 다음그림과 같다

 

1. 컴퓨터 시스템에 전원공급

2. 바이오스 프로그램 실행 

    * 바이오스 : 운영 체제 중 가장 기본적인 소프트웨어이자 컴퓨터의 입출력을 처리하는 펌웨어다.

3. 자체 진단 기능 수행 

3-1. 오류 발생시 오류 메세지 출력 및 시스템 정리

4. 주기억 장치에 부트로더 적재 

   *부트로더 운영 체제가 시동되기 이전에 미리 실행되면서 커널이 올바르게 시동되기 위해 필요한 모든 관련 작업을

     마무리

5. 부트 로더가 운영체제 적재 - 부트로더가 주기억장치에 적재되면 바이오스가 종료되고 시스템 제어권을 부트로더로  넘어간 후 부트 로더는 운영체제를 주기억장치에 적재하고 운영체제의 첫 번쨰 명령어가 실행되도록 제어권을 운영체제 넘긴다.

6. 운영체제 구동

 

운영체제의 역할

 

운영체제는 시스템 자원을 관리하는 역할을 한다. 운영체제가 관리하는 시스템 자원의 종류는 다음 그림과 같다.

 

1. 프로세스 관리 : 프로세스는 주기억장치에서 현재 실행중인 프로그램을 의미한다.

   프로세스 관리를 위해 프로세스 생성,제거,중지,재시작,프로세스 동기화, 프로세스 사이의 통신 및 교착 상태 방지 기법       등을 제공한다.

2. 기억장치 관리 : 운영체제는 주기억장치의 어느 부분이 어떤 프로세스의 의해 사용되고있는지 파악한다.

    프로세스의 요구에 따라 주기억장치에 어떤 프로세스를 적재하고 회수할 것인지도 결정한다.

3. 입출력 장치 관리 : 운영체제는 효율적으로 입출력 시스템을 구성하기 위해 입출력장치의 상태를 파악하고 입출력 장치의 작업을 스케줄링한다.

4.정보관리 :운영체제는 정보를 담은 파일을 만들어 저장매체에 저장하거나 제거한다. 파일과 디렉터리를 관리할 수있는도록 기능을 제공한다.

 

운영체제의 분류

 

운영체제 중앙처리장치 작업 처리 방식

 

-일괄 처리 시스템 :

  개념 : 자료가 생기면 즉시 처리하지 않고 일정 기간 또는 일정량이 될때까지 모아 두었다가 한꺼번에 처리하는 방식 

  처리방식 : 컴퓨터 시스템을 효율적으로 사용 할 수 있지만 작업을 시작해서 마칠 때까지 걸리는 반환시간이 길다.

  실행 과정에서 발생할수있는 에러가 있을수있기에 작업 제어 카드가 추가로 필요하다.

  또한 하나의 작업이 실행되면 해당 작업이 모든 시스템을 자원을 독점하기 떄문에 중간 CPU가 쉬더라도 다른작업이

  CPU를 이용할수없는 유휴 상태가 종종 발생함.

 

-다중 프로그래밍 시스템 : 

  개념: 다수의 프로그램을 주기억장치에 적재시킨 후 CPU를 번갈아 가며 사용하는 방식이다.

  일괄처리 시스템의 처리 방식중 유휴 상태에 빠지는 단점을 다중 프로그래밍 시스템에서는 

  유휴 시간에 다른 프로그램을 처리 할수있는 다수의 프로그램을 동시에 실행하는 것과 같은 효과를 낼수있다.

 

-다중 처리 시스템

  개념: 하나의 컴퓨터에 두개 이상의 CPU를 탑재하여 동시에 여러 프로그램을 처리하는 방식이다.

  CPU를 여러가지 두는 이유는 시스템의 처리 능력과 신뢰성을 향상 시키기 위해서이다.

   신뢰성(프로그램이 주어진 기능을 실패없이 안정적으로 처리)

 

-시불할 시스템

  개념: 각 작업에 일정한 CPU 시간을 할당하고 주어진 시간동안 작업하는 방식이다. 

  주어진 시간을 다쓰면 작업전환이 된다.

 

-실시간 시스템

  개념: 입력된 데이터를 즉시 처리한 후 바로 결과를 보낸다.

 

-분산처리 시스템

 개념: 네트워크를 통해 연결된 다수의 컴퓨터 시스템에 작업과 자원을 분산시켜 처리하는 방식이다.

 분산처리 시스템을 사용하는 목적은 자원을 공유하고, 연산 속도와 신뢰성을 향상 시키며, 통신 기능을 활용하기 위해서이다.