OS의 정의와 발전 과정

 

교육 코스 중에 발표에 걸려 OS의 정의와 리눅스에 대한 역사를 발표하게 되었다.

발표하면서 정리한 내용을 적어본다.

 

 

1. 운영 체제(Operating System)란?

운영체제는 하드웨어를 관리하기 위한 프로그램

하드웨어를 관리한다 :

주어진 하드웨어 자원이 소프트웨어 자원을 효율적으로 관리함으로써 사용자가 시스템을 편하게 이용하도록 하는 소프트웨어(OS 도 소프트웨어의 일종이다.)

운영체제의 기능

• 프로세서, 기억장치, 입출력 장치, 파일 및 정보 등 관리
• 자원을 효율적으로 관리하기 위해 스케줄링 기능 제공
• 하드웨어와 네트워크 관리 및 제어
• 데이터 관리 및 자원 공유 기능
• 입출력 보조 기능 제공
• 시스템 검사 및 복구

운영체제의 목적

1. 처리 능력 : 일정 시간 동안 수행되는 처리의 양
2. 응답 시간 : 작업이 시작된 후 시스템에서 결과를 얻기까지 시간.
3. 신뢰도 : 작업이 얼마나 정확하게 처리되었는가.
4. 사용가능도 : 시스템이 얼마나 빠르게 사용할 수 있는가.

 

 

2. 운영체제의 기술 발전 과정

세대별 발전 과정

1세대 : 일괄 처리

2세대 : 다중 프로그램, 시분할, 다중처리, 실시간

3세대 : 다중 모드

4세대 : 분산 처리

0. 순차 처리

• 운영체제가 없던 시절의 컴퓨터는 디스플레이, 토글, 스위치, 입력장치, 프린터로 구성된 콘솔을 통해 운영되었다.
• 간략하게 컴퓨터는 모니터(컨트롤) 작업 순서를 제공받아 하나의 프로그램만 실행하고 다시 모니터로 복귀했다.

1. 일괄 처리 시스템

• 초기 컴퓨터 시스템에 사용된 형태
• 일정량 or 일정 기간 데이터를 모아 한번 처리한다.
• 처리에 대한 반환은 늦지만 하나의 작업이 모든 CPU를 사용함으로 CPU를 효율적으로 사용할 수 있었다.
• 주로 정산 업무에 사용되었다.

2. 다중 프로그램

• 입출력 장치와 CPU 사이의 속도 차이를 이용하여 여러 명령을 입력받고 CPU와 주기억장치(RAM)를 통해 여러 프로그램을 동시에 처리하는 방식.
• CPU가 쉬는 순간이 발생하면 운영체제가 다른 작업으로 전환하여 CPU의 효율을 높인다.
• CPU의 단점으로 사용량과 처리량이 늘어나게 된다.

3. 시분할 시스템

• 여러 명의 사용자가 사용하는 시스템에서 컴퓨터가 사용자들의 프로그램을 번갈아가며 처리함으로 여러 사용자가 독립 컴퓨터를 사용하는 느낌을 준다.
• 예를 들어 여러 프로세스를 실행중이라면 각 프로세스들은 프로세서(CPU)에 특정 시간을 배당받는다. 이를 시분할 시스템이라고 한다.(Context-Switching)
• CPU는 초당 매우 빠르게 처리가 가능하기에 여러 프로세스가 동시에 처리되는 느낌을 받는다.
• 시분할은 스케줄링으로 관리되며 스케줄링에는 아래와 같은 종류가 있다.
  • FIFO (First In First Out) :
    • 선입 선출
    • 대화식 시스템에 부적합
  • RR (Round Robin) 스케줄링 :
    • FIFO 스케줄링에 우선순위를 부여하여 스케줄링 기법
    • 프로세스는 FIFO 형태로 큐에 적재되지만 주어진 시간안에 작업을 마쳐야 하며 시간이 다 소비되고도 작업이 끝나지 않으면 다시 맨뒤로 간다.
  • 등등.. 참고자료에 자세히 있음.. ㅋ

4. 다중처리 시스템

• 여러 CPU와 하나의 주기억장치를 이용해 여러 프로그램을 동시에 처리하는 방식 CPU가 하나 고장 나더라도 다른 CPU가 작업 수행
• 신뢰성과 안정성이 높다 여러 CPU가 하나의 메모리를 공유하여 단일 운영체제로 관리됨
• 처리 속도가 빠르지만 기억 장치, 입출력 장치에 대한 자원 공유 문제는 해결해야 한다.

예시) 2CPU 서버

5. 실시간 처리 시스템

• 데이터 발생 또는 데이터 처리 요구가 있는 즉시 처리하여 응답을 산출함
• 처리 시간이 단축되고 처리 비용이 절감됨
• 주로 은행의 온라인 업무와 같은 시간의 제한을 두어야 하는 작업에 사용됨
  • 예시) 우주선 운행, 레이더 추적, 전화 교환 장치, 온라인 은행 업무 제어 등

6. 다중모드 처리

• 일괄 시스템, 시 분할 시스템, 다중 처리 시스템 , 실시간 처리 시스템을 한 시스템에서 모두 제공하는 방식

7. 분산 처리 시스템

• 여러 개의 컴퓨터를 통신 회선으로 연결하여 하나의 작업을 동시에 처리하는 방식
• 데이터 처리 장치 및 DB가 분산 되어 물리적인 네트워크로 서로 결합되어 각자 노드에 해당하는 업무를 분담하여 수행한다.

 

 

참고 자료

https://computer-science-student.tistory.com/384

운영체제(OS, Operating System) - 정의, 종류, 기능, 목적

https://chanelcocolover.tistory.com/entry/%EC%9A%B4%EC%98%81%EC%B2%B4%EC%A0%9C%EC%9D%98-%EA%B8%B0%EC%88%A0-%EB%B0%9C%EC%A0%84-%ED%9D%90%EB%A6%84-%EC%B4%9D%EC%A0%95%EB%A6%AC

운영체제의 기술 발전 흐름 총정리