[운영체제] 운영체제(OS)

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운영체제란?

운영체제(Operating System)는 컴퓨터 하드웨어의 바로 위에 설치되어 사용자의 하드웨어, 시스템 자원을 관리 및 제어하고, 사용자와 하드웨어 간의 인터페이스의 역할로 동작을 하여 다른 응용프로그램이 유용한 작업을 할 수 있는 환경을 제공해주는 시스템 프로그램입니다. 우리가 사용하고 있는 대표적인 운영체제로는 Window, macOS, UNIX 등이 있습니다.

운영체제의 역할

1) 사용자 관점에서의 역할

사용자 관점에서 운영체제는 사용자가 컴퓨터를 쉽고 편리하게 사용하도록 인터페이스를 제공합니다. *GUI나 *CLI가 대표적인 예시로 컴퓨터 자원을 공평하게 사용할 수 있도록 해주고, 사용자가 자원에 대해 신경 쓰지 않도록 해줍니다.

*GUI - Graphic User Interface의 약칭으로 사용자가 컴퓨터가 그래픽을 통해 소통하는 방식

*CLI - Command Line Interface의 약칭으로 사용자와 컴퓨터가 글자의 입출력을 통해 소통하는 방식

2) 시스템 관점에서의 역할

컴퓨터 자원을 적절하게 관리하고 제어하여 시스템이 효율적으로 동작할 수 있도록 해주고, 다른 프로그램이나 사용자가 중요 데이터를 삭제하거나 접근하지 못하도록 보호합니다.

운영체제의 목적

위와 같은 역할을 수행하기 위해 운영체제의 목적으로는 처리능력 향상, 반환시간 단축, 사용가능도 향상, 신뢰도 향상 등이 있고, 처리능력, 반환시간, 사용가능도, 신뢰도는 운영체제의 성능을 평가하는 기준이 됩니다.

처리능력(Throughput)	일정 시간 내에 시스템이 처리하는 일의 양
반환시간(Turn around time)	시스템에 작업을 맡긴 시간부터 처리가 완료될 때 까지 걸린 시간
사용가능도(Availability)	시스템을 사용해야 할 때 즉시 사용 가능한 정도
신뢰도(Reliability)	시스템이 주어진 문제를 정확히 해결하는 정도

운영체제의 분류

운영체제는 크게 아래와 같이 세 개의 분류로 나눌 수 있습니다.

1) 동시 작업 가능 여부

단일 작업(Single Tasking) - 한 번에 한 작업만 처리할 수 있는 운영체제로 한 명령이 끝나기 전까지 다른 명령을 수행할 수 없음
다중 작업(Multi Tasking) - 동시에 두 가지 이상의 작업 처리가 가능한 운영체제

2) 사용자 수 (동시 접속)

단일 사용자(Single User) - MS-DOS, MS Window
다중 사용자(Multi User) - UNIX

3) 처리 방식

일괄 처리(Batch Processing) - 작업을 일정량 모아 한 번에 처리하는 방식으로 작업이 완전히 끝날 때까지 기다려야 함
시분할(Time Sharing) - 현대 컴퓨터가 사용하는 방식으로 여러 작업을 일정한 시간 단위로 분할해서 처리하여 일괄 처리보다 짧은 응답 시간을 가짐
실시간 처리(Real time) - 정해진 시간(Deadline) 안에 특정한 일이 반드시 종료되는 것을 보장함

운영체제의 기능

1) 프로세스, 기억장치, 입출력 장치, 파일 등의 자원 관리

2) 스케줄링 기능으로 자원을 효율적으로 관리

3) 사용자와 시스템 간의 인터페이스 제공

4) 시스템의 하드웨어와 네트워크 관리 및 제어

5) 데이터 관리 및 자원 공유 기능 제공

6) 시스템의 오류 검사 및 복구

7) 자원 보호 기능 제공

8) 입출력에 대한 보조 기능 제공

9) *가상 계산기 시스템 제공

*가상 계산기 시스템 - 한 대의 컴퓨터에 여러 운영체제를 가동하여 마치 여러 대의 컴퓨터를 사용하는 것 같은 환경을 제공하는 기술

운영체제의 주요 자원 관리

자원	기능
프로세스 관리	1) 프로세스 스케줄링 및 동기화 관리 2) 프로세스 생성과 제거, 시작과 정지, 메시지 전달 등 관리
기억장치 관리	프로세스에 메모리 할당 및 회수 관리
주변장치 관리	입출력 장치 스케줄링 및 전반적인 관리
파일 관리	파일 생성, 삭제, 변경, 유지 등 관리