1. 운영체제의 역할과 목적
가. 운영체제의 역할
- 컴퓨터 하드웨어와 응용 프로그램 간의 인터페이스 역할
- 하드웨어와 사용자간 인터페이스 정의
1) 자원할당자
- CPU, 메모리와 같은 컴퓨터 자원을 관리하고 사용자에게 편리 제공
- 사용자들이 하드웨어 공동으로 사용할 수 있도록 제공
- 사용자 간의 자원 스케쥴링
2) 제어 프로그램
- 입출력 장치 제어
- 사용자 프로그램 제어
- 오류처리
3) 사용자 관점 (개인용PC/대형PC)
나. 운영체제의 목적
- 편리성 : 사용자가 프로그램을 개발하고 사용하는 데 편리한 환경 제공
- 효율성
1) 처리 능력 향상
2) 신뢰도 향상
3) 응답 속ㄷ도 단출
4) 사용가능도 향상
2. 운영체제 구조 / 유형
가. 일괄처리 시스템 (Batch Processing System)
- 유사한 작업끼리 묶어서 한번에 한 작업씩 순서대로 처리하는 시스템
- SPOOLing 기법 : 프린터와 같이 느린 입출력 장치에 사용
나. 다중 프로그래밍 시스템 (Multiprogramming System)
- 여러 개의 (다중,multi) 프로그램을 동시에 메모리에 적재시켜 놓고 CPU를 나눠 쓰게 하는 시스템
- 여러 개의 프로그램을 동시에 메모리에 적재해야 하므로, 메모리 관리 필요
- CPU 할당을 기다리는 여러 개의 프로그램 중에서 어떤 프로그램에게 CPU를 할당할 것인지에 대한 스케쥴링 방법이 필요함.
다. 시분할 시스템
- 다중 프로그래밍의 변형으로, 여러 사용자(프로그램)가 동시에 컴퓨터를 사용할 수 있도록 아주 짧은 시간동안 컴퓨터(CPU)를 사용하고 다른 사용자(프로그램)에게 사용 권한을 넘김으로써 여러 사용자가 컴퓨터를 공유하도록 하는 시스템. 사용자는 마치 컴퓨터를 혼자 사용하는 것처럼 느끼게 됨.
- 메모리에 적재된 여러 개의 사용자 프로그램 중에서 어떤 사용자 프로그램에게 CPU를 할당할 것인지에 대한 스케쥴링 방법 필요.
- 여러 사용자가 동시에 입출력 장치나 파일 등을 공유하므로 이들에 대한 보호와 접근 제어 필요.
3. 운영체제의 기능
가. 자원 관리 기능
- 프로세스 관리 : 여러 개의 프로그램이 메모리에 적재되어 수행되는 다중 프로그래밍 환경에서 각각의 프로그램에게 공정하고 효율적인 방법으로 CPU 할당.
- 프로세스의 상태 : 준비/실행/대기
- 프로세스 스케쥴링 기법
1) FIFO 기법
2) 최소 작업 우선기법
3) 우선순위 기법
4) 라운드 로빈 기법
- 주 기억장치 관리: 주 기억장치에 여러 프로세스가 적재되는 환경에서 기억장치의 효율성과 성능 향상을 위해 어떤 프로세스를 어디에 적재할 것인지에 대한 관리
1) 단일 사용자 할당
2) 고정 분할 다중 프로그래밍
3) 동적 분할 다중 프로그래밍
4) 재배치 가능 동적 분할
- 가상기억장치(Virtual Memory) : 프로그램의 가상주소공간을 블록으로 나누어 현재 실행에 필요한 블록만 주 기억장치에 동적으로 적재 - FIFO / LRU / LFU
- 보조기억장치 관리
- 파일 관리: 파일이 사용하는 자원 관리, 파일의 생성, 삭제, 수정, 접근 통제 등
- 입출력 시스템 관리
나. 기타 기능
- 시스템 보호/관리 : 접근제어, 인증
- 네트워크