인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 Chapter 1.5 서론 ( 컴퓨팅 환경 )  1.1 OS 정의  1.2 컴퓨터 시스템 구조 (Architecture)  1.3 컴퓨터 시스템 동작 (Operations)  1.4 OS 핵심 프로세스 관리 (Process Management) 메모리 관리 (Memory Management) 저장장치 관리 (Storage Management) 보호와 보안 (Protection and Security)  1.5 컴퓨팅 환경

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 전용 시스템 (Special-Purpose Systems)  실시간 내장형 시스템 (Real-Time Embedded Systems): 19 장 매우 다양  Unix 기반 특수목적 응용 프로그램  OS 없는 응용 전용 칩 (ASIC; Application-Specific Integrated Circuits)  비휘발성 flash memory 에 OS 와 응용 프로그램 내장 실시간 OS 수행  우선순위 기반의 선점형 실시간 CPU 스케줄링  선점형 커널  지연시간 최소화  멀티미디어 시스템 (Multimedia System): 20 장 압축과 해제 deadline 요구 우선순위 기반 실시간 스케줄링 실시간 전송 프로토콜  휴대용 시스템 (handheld System) 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant) : 작은 메모리, 느린 처리기, 작은 스크린 작은 스크린 입출력 문제 해결 위해 web-clipping( 웹 페이지 일부만 출력 ) IEEE 기반 Wi-Fi(Wireless Fidelity), BlueTooth 등 무선 기술 사용 운영체제 Hi-Fi(High Fidelity)

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 운영체제 실시간 시스템 (Real-Time System)  엄격한 시간제약 하에서 수행되는 시스템  특정 응용의 제어 장치 sensor  computer  control ( 예 ) 무인자동차 (autonomous vehicle), 무기제어 (weapon ), ABS(Anti-rock Break System), 자동엔진연료분사장치 (automobile-engine fuel-injector) 등  종류 ①경성 실시간 시스템 (Hard real-time system) (ex : 무인자동차 ) ②연성 실시간 시스템 (Soft real-time system)  실시간 CPU scheduling (5 장에서 공부합니다 ) ①레이트 모노토닉 (Rate Monotonic) algorithm ② EDF(Earliest Deadline First) algorithm ( 참고자료 ) Multimedia: Computing Communication & Applications, Steinmetz and Nahrstedt, Prentice-Hall, 1995.

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 운영체제 실시간 시스템 (Real-Time System)  Hard real-time system 특정 작업이 실제시간에 완료되어야 함 kernel delay ( 작업 처리를 완료하는 데까지 걸리는 지연시간 ) 가 특정 한계 이내로 제한됨 작업 내용을 short-term memory 나 ROM 에 저장 (virtual memory 기법은 hard real-time system 에 부적합 ) hard real-time 기능을 지원하는 범용 computer 는 없음 (hard read-time 과 time-sharing 은 상극 )  ( 예 ) industrial control and robotics ( 산업용 제어시스템 또는 로보틱스 )  Soft real-time system 중요한 실시간 작업은 다른 작업에 우선해서 실행 완료 ( 예 ) multimedia, virtual reality, advanced scientific projects  고급 OS 의 기능들이 필요함 ( 예, Unix/Linux 의 soft real-time 기능 ) threads SMP(symmetric multiprocessing) real-time scheduling  Real-time scheduling (5 장 )  Real-time OS 레이트 모노토닉 (Rate Monotonic): 정해진 우선순위 ( 주기가 짧은 작업이 높은 우선순위 ) 에 따라 처리 EDF (Earliest Deadline First): deadline 이 가장 빠른 작업을 먼저 처리

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 운영체제 계산 환경 (Computing Environments) 전통적 컴퓨팅 (Traditional Computing) 클라이언트 - 서버 컴퓨팅 (Client-Server Computing) 피어간 컴퓨팅 (Peer-to-Peer Computing) 웹 기반 컴퓨팅 (Web-Based Computing) 오픈 소스 운영체제 (Open-Source Operating Systems) 개인용 컴퓨터 시스템 (Personal-Computer Systems)

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 운영체제 전통적 컴퓨팅 (Traditional Computing) 사무실 컴퓨팅 환경 과거 네트워크로 연결된 PC 들 batch 나 time-sharing 을 하는 mainframe 이나 mini computer 에 연결된 terminal 들 현재 포탈 (Portals; provides web accessibility to their internal servers) 네트워크 컴퓨터 (network computers = terminals that understand web-based computing) 무선 네트워크 (wireless networks) 사용 홈 컴퓨팅 환경 과거 : 느린 모뎀을 가진 단일 시스템 현재 : firewalled, fast networked client-server 환경

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 클라이언트 - 서버 컴퓨팅 (Client-Server Computing) 운영체제 넓은 의미의 분산 시스템의 한 형태 네트워크로 서버에 연결된 똑똑한 PC 로 덤 터미널 (dumb terminals) 대체 Client 의 요구에 응답하는 Server 시스템으로 동작  계산 서버 (compute-server) 시스템 : client 의 서비스를 요청을 받아 처리하고 결과를 다시 돌려줄 수 있는 인터페이스 제공 (i.e. database)  파일 서버 (file-server) 시스템 : client 가 파일을 create/update/read/delete 할 수 있는 인터페이스 제공 (i.e. web server, web hard disk server) 서버의 부하가 단점

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 운영체제 피어간 컴퓨팅 (Peer-to-Peer Computing)  또 다른 넓은 의미 분산 시스템 모델  P2P 는 client 와 server 구분 없음 모든 노드가 동등한 동료 client 나 server, 또는 두 가지 모두 역할 노드는 반드시 P2P network 에 join 해야 함  각 노드는 네트워크의 central lookup service 에 자신의 서비스를 등록하거나 (Napster)  한 peer 는 client 자격으로 원하는 서비스를 제공하는 노드를 찿기 위해 요청 메시지를 broadcasting 하면 해당 서비스를 제공하는 노드가 응답 : discovery protocol (Gnutella) ( 예 ) 1990 년 후반의 file-sharing 서비스들 : uTorrent, 당나귀 P2P  저작권 관리가 문제

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 운영체제 웹 기반 컴퓨팅 (Web-Based Computing)  웹이 ubiquitous 화 되어 감 (wired or wireless access)  PC 가 가장 흔한 접근 장치  PDA 나 스마트폰 등의 무선 기기들이 웹 접근 장치가 되어 감  유사한 서버들 사이의 통신 트래픽 균형을 관리하는 load balancers 등의 새로운 장치들 이 등장  Windows 95 기반이었던 client-side 운영체제가 client 와 server 역할을 동시 지원할 수 있는 Linux, Windows XP, 등으로 진화

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 오픈 소스 운영체제 (Open-Source Operating Systems)  OS 를 바이너리 (closed-source) 가 아닌 소스코드 (open-source) 형태로 제공  저작권 보호 (copy protection) 나 디지털 저작권 관리 (Digital Rights Management; DRM) 운동에 반대하여 시작  처음 시작은 Free Software Foundation (FSF), “copyleft” GNU Public License (GPL): Richard Stallman  ( 예 ) GNU/Linux, BSD UNIX (including core of Mac OS X), Sun Solaris 운영체제

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 운영체제 개인용 컴퓨터 시스템 (Personal-Computer Systems)  H/W cost 절감  PCs IBM PC Family : MS-DOS, Windows, OS/2 multitasking system, Windows NT, Windows 2000 Apple Macintosh : Mac OS  virtual memory Power PC  mainframe computer 의 OS 개념들이 PC 의 OS 로 전이됨  Personal workstation : 큰 PC, Sun, HP/Apple, IBM RS/6000  고성능 PC workstation

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 운영체제 운영체제 개념과 특징의 변천 Linux (Android ) 2007 multiprocessor (multicores)

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 요약요약  운영체제의 세 가지 주요 목적 컴퓨팅 환경 관리, 프로세스 관리, 자원 관리  컴퓨터 시스템의 네 가지 컴포넌트 하드웨어, 운영체제, 프로그램, 사용자  운영제체는 인터럽트 기반이다 인터럽트는 하드웨어와 소프트웨어로부터 운영체제에 보내는 요청 신호이다 인터럽트는 인터럽트 서비스 루틴에 제어를 전송한다  입출력은 장치와 메모리 버퍼 사이의 데이터 전송이다 장치 제어기와 장치 드라이버가 포함된다 동기식 입출력.vs. 비동기식 입출력  컴퓨터 시스템은 계층적인 저장소 구조를 가지고 있다 레지스터, 캐시, 메모리, 2 차 저장소, 3 차 저장소  운영 체제는 상호작용 컴퓨팅을 가능케 하는 멀티태스킹 환경을 제공한다  이중 모드 (dual-mode) 연산은 운영체제가 다른 시스템 컴포넌트와 자기 자신을 보호하도록 허락한다 사용자 모드, 커널 모드

인천대학교 컴퓨터공학과 성미영 OS 6 팩 운영체제 프로세스 메모리 입출력 저장장치 보호보안네트워크