6장 운영체제 6.1 운영체제란? 6.2 운영체제의 형태와 역사 6.3 운영체제의 구성 요소 6.4 커널과 프로세스 6.5 표준 유틸리티 6.6 파일 조직 6.7 입/출력 6.8 메모리 계층과 메모리 관리 6.9 사용자 인터페이스 6.10 PC 운영 체제 6장 운영체제

6장 운영체제 6.1 운영체제란?

운영체제 운영체제 (Operating System : OS) 컴퓨터와 사용자간의 중계역할을 하는 소프트 웨어 자원할당 CPU사용시간, 메모리공간, 파일저장공간 제어프로그램 입출력장치의 제어, 사용자 프로그램의 제어 사용자 편의 제공 컴퓨터에 대한 깊은 지식 없이 컴퓨터를 사용 가능하게 함 운영체제란?

운영체제 운영체제란? 적재기 편집기 컴퓨터 하드웨어 운영체제 시스템 응응 사용자 2 4 6 5 3 1 라이브러리 검색 비즈니스 프로그램 데이터베이스 시스템 적재기 편집기 응용 프로그램 유틸리티 메일 처리기 C++ 컴파일러 컴퓨터 하드웨어 운영체제 시스템 응응 운영체제란?

6.2 운영체제의 형태와 역사 일괄처리 시스템 시분할 시스템 분산 시스템 병렬처리 시스템 6장 운영체제 6.2 운영체제의 형태와 역사 일괄처리 시스템 시분할 시스템 분산 시스템 병렬처리 시스템

운영체제의 형태와 역사 운영체제 일괄 처리 시분할 실시간 처리 병렬 처리 분산 처리 운영체제의 형태와 역사 단순 일괄 처리 다중 프로그램 일괄 처리 병렬 처리 분산 처리 완전 실시간 처리 (hard real-time) 완화된 실시간 처리 (soft real-time) 대칭형 병렬처리 비대칭형 병렬처리 운영체제의 형태와 역사

단순 일괄 시스템 단순일괄 시스템(batch system) 초기의 컴퓨터 시스템은 제작 및 운영에 많은 비용 필요 처리속도의 극대화 필요 CPU와 입출력간 속도차 일괄처리(batch) 시스템 출현 비슷한 작업(job)끼리 한꺼번에 처리 메모리에는 하나의 작업만 올라감 스풀링(spooling) 시스템 입력을 디스크등에 일괄저장 출력도 디스크등에 일괄 저장 디스크 CPU 프린터 카드 판독기 입/출력 운영체제의 형태와 역사

다중 프로그램 일괄 시스템 다중 프로그램 일괄 시스템 (multiprogrammed batch system ) 보조 기억장치와 CPU간 속도차 다수의 작업을 메모리에 올림 작업 스케쥴링(Scheduling) 메모리 관리(management) CPU 스케쥴링 운영체제 작업 1 작업 2 작업 3 작업 4 운영체제의 형태와 역사

시분할 시스템 시분할 시스템(time sharing system) 일괄시스템은 사용자와의 대화(interactivity)가 제한 CPU동작을 짧은 시간(time slot)단위로 분할 메모리상의 프로세스(process)를 time slot단위로 실행 Process : 프로그램이 메모리에 올려져 실행되는 상태 적절한 비용으로 interactivity를 얻음 일괄 시스템에 비하여 효율 저하 설계가 매우 복잡 대부분의 OS가 이런 형태임 A B C D 시간 운영체제의 형태와 역사

개인 컴퓨터 시스템, 병렬 시스템 PC 시스템 병렬 (parallel system) 사용자 편의성, Interactivity의 증대 등이 주 관심사임 H/W 가격의 하락으로 효율성의 중요성은 낮아짐 고급 컴퓨터에서 사용되던 기술들이 적용됨 Windows, Mac OS 병렬 (parallel system) 하나의 컴퓨터에서 다수개의 CPU를 사용 처리율 증가 비용의 감소 : 다수의 주변장치를 공유하는 고성능 컴퓨터 신뢰도 향상 OS는 이러한 작업이 가능하도록 지원 작업 분할, 장치의 공유 지원, fault tolerance 운영체제의 형태와 역사

분산 시스템, 실시간 시스템 분산 시스템 (distributed system) 실시간 시스템 (real time system) 다수의 컴퓨터가 연동되어 작업을 처리 자원의 공유 계산속도의 향상 신뢰성 실시간 시스템 (real time system) 데이터의 처리가 엄격한 시간제한을 갖는 시스템 공장제어 비행기 예약 시스템 운영체제의 형태와 역사

6장 운영체제 6.3 운영체제의 구성 요소

프로세스 관리 프로세스 시스템에서의 작업 단위 : 프로그램이 실행되는 형태 프로세스의 생성과 소멸 프로세스의 중지와 재개 입/출력 시스템 명령어 해석 시스템 파일 관리 메모리 관리 보조 저장장치 관리 프로세스 관리 네트워킹 보호 시스템 프로세스 시스템에서의 작업 단위 : 프로그램이 실행되는 형태 프로세스의 생성과 소멸 프로세스의 중지와 재개 프로세스의 동기화 운영체제의 구성 요소

기억장치 및 저장장치 관리 메모리 관리 보조 기억장치 관리 메모리 : 비트, 바이트 단위로 저장, 어드레스를 가짐 사용되고 있는 메모리의 현황 파악 메모리 할당 메모리 반환 보조 기억장치 관리 주메모리의 크기 및 휘발성 때문에 보조기억장치 사용 디스크의 공간 관리 저장공간 할당 디스크 스케쥴링 운영체제의 구성 요소

입출력 시스템 및 파일 관리 입/출력(I/O) 시스템 파일 관리 H/W에 대한 지식 없이 I/O 시스템을 이용 Buffer caching system 일반적인 장치 구동기(driver) 코드 파일 관리 파일의 생성과 삭제 디렉토리의 생성과 삭제 디스크 장치에 대한 파일의 변환 파일의 백업 지원 운영체제의 구성 요소

운영체제의 기타 구성요소 보호 시스템 네트워킹 명령해석 시스템 프로세스보호 파일 보호 사용자의 명형을 해석하여 시스템에 전달 DOS Unix shell 운영체제의 구성 요소

6.4 커널과 프로세스 - 커널 - 프로세스, 프로세스 모델 6장 운영체제 6.4 커널과 프로세스 - 커널 - 프로세스, 프로세스 모델

커널 커널 (kernel) H/W와 운영체제와의 가장 기본적인 인터페이스 프로세스의 생성과 소멸 CPU 스케줄링, 메모리관리 프로세스간 동기화툴 프로세스간 통신 운영체제 커널 하드웨어 커널과 프로세스

프로세스, 프로세스 모델 프로세스 (process) 프로세스 모델 (process model) 실행되는 프로그램을 추상화한 개념 프로세스 모델 (process model) 현대의 컴퓨터는 다수의 프로세스를 동시에 수행 시간 (time slot)단위로 실행 : 가상 병렬화 D C B A D ↓ C ↓ B ↓ A↓ 한 개의 프로그램 카운터 프로세스 스위치 네 개의 프로그램 카운터 시간 커널과 프로세스

6장 운영체제 6.5 표준 유틸리티 시스템 호출 시스템 프로그램

시스템 호출, 시스템 프로그램 시스템 호출 (system call) 시스템 프로그램 (system program) 프로그래머가 프로그램을 쉽게 작성할 수 있도록 운영체제가 제공하는 특수한 프로그램 작업 제어 프로세스, 파일 조작 프로세스, 정보관리 프로세스 시스템 프로그램 (system program) 모든 프로그래머가 필요로 하는 공통적인 프로그램 파일 조작 : 윈도우즈의 탐색기 등 상태정보 : 윈도우즈의 작업관리자 등 편집기 : 원도우즈의 texteditor 등 프로그래밍 언어 : 컴파일러, 어셈블러, 인터프리터 등 표준 유틸리티

6.6 파일 조직 파일의 개념 파일의 관리 및 운영 디렉토리 시스템 파일의 보호 6장 운영체제 6.6 파일 조직 파일의 개념 파일의 관리 및 운영 디렉토리 시스템 파일의 보호

파일의 개념, 파일의 관리 및 운영 파일(file)의 개념 파일의 관리 및 운영 컴퓨터 내의 다양한 저장장치 O/S는 다양한 저장장치에 대한 동일한 논리적 관점 제공 파일 시스템 저장되는 정보, 이름, 형태, 생성시간, 길이 등 확장자 파일의 관리 및 운영 디렉토리 엔트리(directory entry) 파일의 저장장치 내 물리적 주소에 대한 테이블 파일을 읽고, 쓰고, 지우기 위해 필요 MS-DOS (FAT : File Allocation System) Windows FAT32 Windows NT NTFS(NT File System) 파일조직(file system)

디렉토리 시스템 디렉토리 시스템 (directory system) 많은 수의 파일을 관리하기 위한 기법 파티션(partition) 물리적으로 하나인 저장장치를 다수개의 기억장치로 구분 디렉토리(directory) 파일을 트리(tree) 형태로 구분하여 관리 C:\ DOS COMMAND.COM FORMAT.COM ... PROG 계산기 Calc.exe ... DATA 파일조직(file system)

파일의 보호 파일의 보호 백업(back-up) 사용권한 물리적인 손상을 방지하기 위해 파일의 복사본을 만든 OS에서 이를 위한 방법(프로그램)을 제공 사용권한 다중 사용자 시스템 특정 파일에 대한 권한을 특정 사용자에게만 부여 읽기, 쓰기, 지우기 등 파일조직(file system)

6장 운영체제 6.7 입/출력

입/출력 입/출력 소프트웨어의 원리 다수의 입출력 장치가 존재 사용자는 개별 장치의 물리적 특성을 알 필요가 없음 장치 독립적으로 입출력 시스템 설계 공용장치 및 전용 장치의 지원 입/출력 요구 응답 사용자 프로세스 장치 독립적 소프트웨어 장치 구동기 하드웨어 입/출력

6.8 메모리 계층과 메모리 관리 메모리 계층 메모리 관리 6장 운영체제 6.8 메모리 계층과 메모리 관리 메모리 계층 메모리 관리

메모리 계층 메모리 계층 (memory hierarchy) 주 메모리 : RAM, ROM 빠르지만 비싸고 용량이 제한됨, 경우에 따라 휘발성 보조 기억장치 : 자기 테이프, 하드 디스크 느리지만 싸고 용량이 비교적 덜 제한됨, 비 휘발성 메모리 계층 설계의 기본 주 메모리와 보조 메모리를 계층 적으로 구성 이 두 계층을 유기적으로 결합 무한한 용량의 주 기억장치처럼 사용될 수 있도록 구성 케쉬 기법 등 메모리 계층과 메모리 관리

메모리 관리 메모리 관리 다중 프로그래밍 가용 메모리보다 더 많은 메모리 요구 프로그램은 실행을 위해 일부라도 주메모리에 적재 되어야 함 메모리의 할당 및 반환 각 프로세스간 메모리의 침범이 있어서는 안됨 가용 메모리보다 더 많은 메모리 요구 가상 메모리의 사용 A B C D E F G H 논리적 메모리 물리적 메모리 입/출력 디스크 메모리 계층과 메모리 관리

6장 운영체제 6.9 사용자 인터페이스

사용자 인터페이스 명령행 인터페이스 (command-lind interface) OS에서 제공하는 기능을 키보드 입력을 통해 사용 DOS, PC-DOS, UNIX 숙달되기 까지 매우 많은 시간 필요 : 초보자에게 불편 OS가 제공하는 수많은 기능 사용 가능 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface) OS에서 제공하는 기능을 아이콘 등을 이용해 사용 GUI라고 일반적으로 부름 Zerox Palo alto 연구소 1970년대 Apple Mac OS, Windows 등 초보자가 직관적으로 사용 가능 포인터, 포인팅 디바이스, 아이콘, 데스크탑, 원도우, 메뉴 사용자 인터페이스

사용자 인터페이스 사용자 인터페이스

6장 운영체제 6.10 PC 운영 체제 유닉스 윈도우 맥OS 리눅스

유닉스(Unix) 1970년대 벨 연구소에서 개발 현대 OS의 대부분은 UNIX로부터 영향을 받음 AR&T system V, 버클리 대학 BSD 현대 OS의 대부분은 UNIX로부터 영향을 받음 슈퍼 컴퓨터, 워크스테이션, PC 등에서 사용 기본적으로 명령행 방식, GUI도 있음(X Window) PC 운영 체제

도스 (DOS : Disk Operating System) 초기 IBM PC에 사용되던 명령행 기반 OS 개인용 PC에 올려진 OS중 가장 성공적이었음 한계 다중작업 지원이 안됨 다중 사용자 지원이 안됨 메모리관리의 미흡 H/W 관리의 불편 제한됨 파일 시스템 불편한 인터페이스 PC 운영 체제

매킨토시(Macintosh) 운영체제 1980년대 중반 등장 최초의 상용 GUI OS PC 운영 체제

OS/2 WRAP IBM의 GUI OS DOS와 완전히 결별 MS windows를 기능면에서 능가 시장 진입에는 실패 다중 작업, 다중 프로세서 시장 진입에는 실패 PC 운영 체제

윈도우 3.X, 9X, me Mac OS의 GUI에 대응하기 위한 MS의 GUI OS DOS환경의 GUI화에 불가(3.X, 9.X, me) 메모리, 주변장치, 불안정한 다중 작업 Network을 OS 체계로 끌어 들임 PC 운영 체제

윈도우NT, NT, XP 윈도우즈 NT 원도우즈 2000 윈도우 XP 리눅스(Linux) : Open OS 1993년 32비트 OS 윈도우즈 NT(New Technology) 등장 DOS와 완전히 결별 워크스테이션 등에 사용됨 NT 워크스테이션, NT 서브 등으로 구분 원도우즈 2000 윈도우 XP 리눅스(Linux) : Open OS PC 운영 체제