Theory/Operating System

운영체제의 개요

D4tai1 2018. 8. 12.

1 장 운영체제의 개요

1. 운영체제의 개념

1) 운영체제의 정의

운영체제(Operation System : OS)란 컴퓨터 시스템의 자원을 보다 효율적으로 관리, 운영함으로써 사용자들에게 편의성을 제공하고자 하는 시스템 프로그램.

2) 운영체제의 역할

사용자와 컴퓨터 시스템간의 인터페이스 기능 제공.

사용자간의 H/W 공동 사용 허용. 사용자간의 데이터 공유.

프로세서, 메모리, I/O 장치 관리. 컴퓨터 시스템의 오류 처리 담당.

3) 운영체제의 목적

사용자 인터페이스 제공, 성능 향상 등 한정된 자원을 효율적으로 사용하는데 있다.

4) 운영체제의 구성

제어 프로그램 : 감시 프로그램, 데이터 관리 프로그램, 작업 관리 프로그램

처리 프로그램 : 서비스 프로그램, 언어 번역 프로그램, 문제 처리 프로그램

 

2. 운영체제의 발달 과정

1) 순차 처리(Sequential Processing System)

초기 운영체제의 형태로 순차적 처리하는 방법. 작업 준비과정의 수작업으로 인한 유휴시간이 많음.

2) 일괄 처리(Batch Processing System)

유사한 성격의 작업을 한꺼번에 모아서 한 작업씩 처리하는 방법.

3) 상주 모니터

전이시간(=작업전환시간,Transition)동안 발생하는 유휴시간을 줄이기 위해 한 P/G에서 다른 P/G으로 제어가 자동적으로 넘어가도록 하기 위해 기억장치에 상주하고 있는 초기 운영체제.

로더(Loader)

적재기

장치 구동기

입출력 장치 구동

작업순서 처리기

순서처리

작업 제어 언어 번역기

제어카드 해석기

사용자 영역

경계 레지스터

4) On-line Off-line

On-Line : Computer와 단말기가 직접 연결되어 작업을 직접 수행할 수 있도록 하는 방식.

Off-Line : 컴퓨터와 단말기가 직접 연결되지 않은 형태.

 

5) Buffering Spooling

Buffering : 속도가 느린 I/O장치와 CPU사이의 속도 차를 줄이기 위해 주기억 장치(Buffer)를 이용하는 방법.

Spooling : Buffering과 같은 목적으로 용량이 크고 신속한 엑세스가 가능한 보조기억장치(디스크)를 이용하는 방법.

 

스풀링의 특징

- 동시 I/O체제

- I/O와 다른 작업을 중복 수행

- 빠른 수행시간

 

3. 운영체제의 종류

1) 다중 프로그래밍 체제(Multi Programming System)

여러 개의 P/G을 동시에 주기억장치에 적재하여 수행함으로써 CPU의 효율을 높이기 위한 방법.

2) 다중 프로세싱(Multi Processing : 다중처리기)

두 개 이상의 프로세서를 사용하여 하나의 System을 구성(처리량의 극대화).

3) 시분할 체제(Time-sharing System)

여러 명의 사용자가 하나의 컴퓨터 시스템을 공유하는 형식으로, 시간을 분할하여 라운드 로빈(RR:Round Robin) 방식으로 처리하는 방법(응답시간의 극대화).

4) 실시간 체제(Real-time System)

즉시 처리(비행기 제어, 교통제어, 가솔린 제조 공정에 이용)

5) 분산 처리 체제(Distributed Processing System)

여러 개의 컴퓨터를 통신 회선으로 연결하여 작업과 자원을 분산시켜 처리하는 방식.

 

4. 시스템 소프트웨어의 종류

언어 번역 과정

Compiler : C, COBOL 등과 같은 고급언어로 작성된 P/G 번역.

Interpreter : BASIC 등과 같은 언어로 작성된 P/G 번역.(목적 P/G 생성 안됨)

Source 프로그램 번역 목적(Object)P/G 생성 Link Load 실행

1) 어셈블러(Assembler)

어셈블리 언어로 작성된 P/G을 기계어로 번역해 주는 프로그램.

- 2-Pass로 구성(심볼을 정의하기 전에 사용할 수 있는 프로그램 작성 용이 함).

1-Pass : 심볼테이블 작성 2-Pass : 목적코드 생성(심볼테이블 이용)

2) 매크로 프로세서(Macro Processor)

매크로 : 반복되는 부분을 한 개의 이름으로 묶어 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 하는 문장으로 번역시 매크로 프로세에 의해 확장되어 원래의 어셈블리 언어의 명령문으로 변경됨.

처리 과정 : 매크로 정의 인식 매크로 정의 저장 매크로 호출 인식 매크로 호출 확장

3) 로더(Loader)

목적 P/G을 주기억장치에 적재하여 실행 가능하도록 해주는 시스템 프로그램.

기능 : 할당(Allocation), 연결(Link), 재배치(Relocation), 적재(Load) (연결은 Linker가 담당)

종류

Compile-and-Go 로더 : 번역기가 로더의 역할까지 담당.

절대(Absolute) 로더 : 미리 지정된 주기억 장치 주소에 적재 기능만 담당하는 간단한 로더.

직접 연결 로더(Direct linking Loader) : 적재되는 위치에 종속적인 모든 주소를 할당된 주기억 장치 주소와 일치 시켜주는 로더로 가장 일반적 임.(=상대로더,재배치로더)

오버레이 로더(Overlay Loader) : 주기억 장치 용량보다 더 큰 프로그램을 분할하여 , 그 분할된 서로 다른 프로그램을 실행 시간에 같은 영역에 적재하여 실행하는 방법.

운영체제 세대별 분류

1세대 : 일괄처리(진공관)

2세대 : 다중 프로그래밍, 실시간 시스템, 가상메모리, 시분할 처리(트랜지스터)

3세대 : 다중 모드 시스템(집적회로)

4세대 : 네트워크, 분산 운영체제(LSI)

5세대 : 인공지능(VLSI)

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