#1 운영 체제의 개요 - 운영체제와 정보기술의 원리

운영체제란?

운영 체제(Operating System 이하 O.S)란 컴퓨터 하드웨어 바로 윗단에 설치되는 소프트웨어를 말합니다.

컴퓨터를 구성하는 요소 중, 운영체제의 위상은 다음과 같습니다.

 

운영체제의 위상

운영 체제의 기능

운영 체제는 컴퓨터 하드웨어 사용자 사이에 존재하며, 사용자가 직접 운영하기 힘든 하드웨어에 대해서 운영체제가 관리하기도 하고 사용자에게는 편리한 인터페이스를 제공하는 역할을 합니다. 우리가 흔히 아는 Windows Sereis, Mac OS 같은 것들을 통해서 말이죠?!

 

간단하게 정리하면!

• 컴퓨터 시스템 내의 자원에 대해 효율적인 관리를 돕는다.
• 사용자에게 편리한 환경을 제공한다.
• 사용자와 운영 체제 자신을 보호하는 역할

운영 체제의 분류

동시 작업을 지원하는지에 대한 여부에 따라 "단일 작업용 운영 체제"와 "다중 작업용" 운영체제로 구분할 수 있다.

단일 작업용 운영체제는 한 번에 하나의 프로그래만 수행시킬 수 있는 운영체제이며 과거의 MS-DOS가 그 예이다. DOS 환경에서는 하나의 프로그램이 수행되는 동안 다른 프로그램을 수행시킬 수 있는 명령어 입력라인이 뜨지 않는다.

 

현재에는  대부분 다중 작업을 지원하는 운영체제가 사용 되고 있다. 일반적으로 다중 작업용 운영체제에서는 여러 프로그램이 CPU와 메모리를 공유하게 된다.

 

다중 작업용 운영체제의 종류

 

• 시분할 시스템 : CPU의 작업 시간을 여러 프로그램들이 조금씩 나누어 쓰는 시스템
• 다중 프로그래밍 시스템 : 메모리 공간을 분할해 여러 프로그램들이 동시에 메모리에 올려놓고 처리하는 시스템
• 다중처리기 시스템(multi-processor system) 하나의 컴퓨터 안에 CPU가 여러개 설치된 시스템

 

작업을 처리하는 방식에 따라 분류

 

• 일괄 처리 : 일정량의 작업을 모아서 한꺼번에 처리하는 방식
• 시분할 처리 : 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터의 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할해 사용하는 방식
• 실시간 처리 : 사용자의 요청에 대한 결과를 곧바로 얻을 수 있는 시스템

운영 체제의 자원 관리 기능

운영 체제에서 관리하는 자원으로는 1. 하드웨어 자원 2. 소프트웨어 자원으로 나눌 수 있다.

하드웨어 자원의 종류

 

CPU

CPU 스케쥴링

 

메모리

고정 분할 방식 : 물리적인 메모리를 몇 개의 영구적인 분할로 나눈다.

• 내부 조각(internal fragment) 발생

가변 분할 방식 : 매 시점 프로그램의 크기에 맞게 메모리를 분할해서 사용

• 외부 조각(external fragment) 발생

가상 메모리 방식 : 자신만의 가상 메모리를 갖고 물리적 메모리 주소와 가상 메모리 주소를 매핑하는 기술을 이용한다.

• 필요한 부분만 메모리에 올리고 나머지는 스왑 영역(swap area)에 저장하여 사용한다.
• 프로그램을 구성하는 주소 공간은 페이지라는 동일한 크기의 작은 단위로 분할하여 메모리와 스왑영역에 분할 하여 저장한다.
• 동일한 단위로 메모리를 나누는 기법을 페이징(paging) 기법이라 한다.

주변 장치 및 입출력 장치

• 인터럽트(interrupt)를 통한 관리
• 컨트롤러(controller)를 통한 주변 및 외부 장치 관리

* 인터럽트 : 주변 장치들은 CPU의 서비스가 필요한 경우에 서비스를 요청하는 신호

* 커널 : 메모리에 상주하는 OS의 영역이다.