728x90

운영체제란 ?

  • 사용자와 하드웨어 간의 상호작용을 위한 사용자 인터페이스 → 즉, 하드웨어 제어, 입출력 등의 관리를 수행
  • CPU, MEM, I/O장치 등 하드웨어를 효율적으로 관리한다(자원 스케줄링 등) → 한정된 하드웨어 자원을 다수의 이용자가 공유할 수 있게 하기 위함
  • 응용 프로그램이 동작할 수 있는 프로그래밍 인터페이스 또한 제공
  • 프로그램에게 system call (커널 기능을 호출할 수 있게 해주는 기능)을 제공한다.
  • 오류 복구 기능, 네트워크 기능 등등 …

운영체제의 목적

  • 효율성 → Throughput, Turnaround Time의 최소화를 목적으로 한다.
  • 주어진 문제를 정확하게 처리하는 신뢰도(Reliability) 향상을 목적으로 한다.
  • 이용할 수 있는 시스템 자원의 정도를 의미하는 사용 가능도(Availability)의 향상을 목적으로 한다.

 

운영체제의 구조

 

운영체제의 기능

  • 리소스 관리, 자원 스케줄링
  • LAN, USB, 디스크 등 하드웨어 관리
  • 네트워크 주소 할당, 네트워크 설정, 경로 설정 등의 네트워크 제어
  • 파일 시스템 DB, 데이터 생성/저장/조회 등 데이터 관리, 파일 공유 시스템 등
  • OS 가상화 기능 제공 (=Virtual Machine)
  1.  

운영체제의 운용 기법

  1. 일괄 처리 시스템 (Batch Processing System)
    1. 초기 운영체제의 형태로, 여러 작업을 묶어서 한 번에 처리하는 방식
    2. OS가 작업을 처리하기 시작하면 결과가 나올 때까지 기다려야 한다
    3. 동기, 블로킹 방식
  2. 다중 프로그래밍 시스템 (Multi Programming System)
    1. CPU 스케쥴링을 통해 배치 시스템 처리 중 유휴 상태인 자원을 효율적으로 사용하기 위한 방식
    2. 하나의 작업이 입출력 중일 때 다른 작업을 할당하여 CPU 사용률과 처리량을 향상시키는 운용 기법
  3. 시분할 시스템 (Time Sharing System)
    1. time slice, time quantum 이라고 불리는 작업 시간동안 작업을 처리하고, 이 시간이 만료되면 다음 작업을 수행하는 방식

  4. 다중 처리 시스템(Multi-Processing System)
    1. 멀티코어로 돌린다 = 병렬 처리 시스템
    2. 비대칭적 다중 처리(Asymmetric Multi-processing) : 프로세서 간 주종관계
      1. Master CPU/Slave CPU가 존재하여 master에서 slave에 작업을 할당하는 방식
    3. 대칭적 다중 처리(Symmetric Multi-processing)
      1. SMP(Symmetric Multi-processing) : 일반적인 대칭 구조의 프로세서
      2. MPP(Massively Parralel Processing) : 프로세서들이 병렬로 작동하는 분산 메모리 구조
  5. 실시간 처리 시스템(Real Time Processing System)
    1. 요청에 timeout이 존재한다
    2. 시간적 제약의 엄격한 정도에 따라 나뉜다
    3. 경성 실시간 처리 시스템(Hard real time processing system) : 엄격함, 무기 제어, 산업 로봇등에 사용
    4. 연성 실시간 처리 시스템(Soft real time processing system) : 유연함, 시스템에 큰 영향을 미치지 않는 동영상 재생 시스템 등
  6. 다중 모드 시스템(Multi-Mode System)
    • 위에 나온 일괄 처리, 다중 프로그래밍, 시분할, 다중 처리, 실시간 처리 시스템을 모두 혼용하여 사용할 수 있는 운용 시스템
  7. 분산 처리 시스템(Distribute Processing System)
    • 여러 독립적인 컴퓨터(노드)가 네트워크로 연결되어 하나의 시스템처럼 동작하는 구조.
    • 각 노드가 독립적인 CPU, 메모리, 디스크를 가지고 있으며, 필요할 때 서로 통신하며 작업을 나눔.
    • 사용자나 응용 프로그램 입장에서는 분산되어 있다는 사실을 의식하지 않아도 됨 → 마치 한 대의 강력한 컴퓨터처럼 보임.

운영체제의 사례

  1. 윈도우(Windows)
    1. 1975년, 빌 게이츠(Bill Gates), 폴 앨런(Paul Allen), 마이크로소프트, 개인용, GUI
    2. 최신 버전 : Windows 11, 2024.10.01
  2. 맥(macOS)
    1. 스티브 잡스(Steve Jobs), 스티브 워즈니악(Steve Wozeniak), 애플, 유닉스/다윈 기반
    2. 스티브 잡스가 설립했던 NeXT에서 만든 NeXTSTEP 후속 운영체제
    3. 2016년 6월 13일 WWDC에서 Siera를 발표하면서 명칭이 OS X에서 macOS로 변경
  3. 리눅스(Linux)
    1. 리누스 토발즈(Linus B. Torvalds)는 자신의 386컴퓨터에서 유닉스에 호환되는 운영체제를 개발
    2. 1991년 9월 17일(0.01v, 공개 X) → 1991년 10월 5일(0.02v, 공개O, 뉴스그룹(comp.os.minix)
    3. 리차드 스톨만의 GNU프로젝트에서 애플리케이션 개발 → 패키지로 묶은 리눅스 배포판 릴리즈
    4. 데스크톱용 : Ubuntu, CentOS, Rocky …
  4. 유닉스(UNIX)
    1. 1969년 미국의 AT&T사의 벨 연구소의 켄 톰슨(Ken Tompson) 및 데니스 리치(Dennis Ritche), 시분할 운영체제
    2. C언어로 개발 → 이식성 좋음, 명령행 인터프리터, 계층적 파일 시스템, 장치와 프로세스 간 통신을 파일 매개체로 수행
    3. 유닉스 보급 → System V계열과 BSD계열 존재
  5. 안드로이드(Android)
    1. 2005년 구글이 인수한 후 2007년 11월에 OS로 무료 공개 → OHA에서 개발
    2. 리눅스 커널과 네이티브 환경에서 구동하는 C/C++ 라이브러리와 안드로이드 런타임 기반
    3. 기존의 VM이었던 달빅(Dalvik)을 더 이상 채용하지 않고 안드로이드 런타임이라는 새로운 가상 머신을 제공하여 자바/코틀린으로 개발된 어플리케이션을 구동
  6. iOS, watchOS, iPadOS, tvOS
    1. 애플의 디바이스용 운영체제
  7. 타이젠(Tizen)
    1. 리눅스 기반 오픈소스 모바일, 웨어러블 IVI 기기용 운영체제
  8. 임베디드 리눅스(Embedded Linux)
    1. 라즈비안(raspbian) : 라즈베리파이용 운영체제
    2. webOS : Palm → LG전자에서 개발중인 TV/IoT용 운영체제
    3. IVI : Windows Embedded Automotive, QNX, GENIVI, Android Auto, Apple Carpay 등등 …
  9. IoT용
    1. Linux기반 : Android Things, Ubuntu Core
    2. Windows IoT
    3. RTOS(실시간 운영체제) : FreeRTOS, VxWorks, QNX
  10. 경량OS
 
 

728x90
저작자표시 (새창열림)
kkap999
kkap999
IT에 관심 가득한 갑갑이의 개발&스터디 블로그 태클 언제나 환영합니다

티스토리툴바