운영체제 레프토 (운영체제의 개요) 200612047 b반 박상수

개요 오늘날의 운영체제는 대형 컴퓨터에서 일반 pc에 이르기까지 다양한 컴퓨터에 사용되고 있으며 90년대에 들어서 마이크로소프트사가 개발한 윈도우환경의 운영체제를 많은 사용자들이 접하고 있는 실정이다. 구분(연대) 1950 1960 1960후반~1970중반 1970년대 후반~ 현재 세대 1세대 2세대 3세대 4세대 이용 시스템 일괄처리 시스템 다중프로그래밍 다중처리시스템 다중모드시스템 시분할처리 시스템 마이크로 프로세서 개발개인용 컴퓨터 개발

다중 프로그래밍(Multi-programming) 작업 스케줄링의 중요한 측면 중 하나는 다중 프로그래밍을 할 수 있는 능력이다. 왜냐하면 비다중 프로그래밍 시스템에서는 입출력을 기다리는 동안 CPU가 유휴 상태가 되어 비효율적이지만, 다중 프로그래밍 시스템에서는 주기억장치에 적재된 여러 개의 프로그램들을 CPU가 항상 수행하도록 하여 CPU 이용률을 증진시키기 때문이다. 운영체제는 기억장치에 있는 작업들 중에서 하나를 택해서 실행하기 시작한다. 이 작업에는 키보드로 입력하게 될 명령, 입출력 조작이 끝나는 것과 같은 어떤 일을 기다려야 할 필요가 있는데, 이러한 경우 비다중 프로그래밍 시스템에서는 CPU가 유휴 상태로 놓이지만 다중 프로그래밍 시스템에서는 운영체제가 다른 작업으로 전환하여 그것을 수행하도록 한다. 또 그 작업이 어떤 것을 기다려야 된다면 CPU는 또 다른 작업으로 전환된다. 이와 같은 과정이 반복되다 보면 결국 첫 번째 작업은 기다리는 것이 끝나 CPU를 다시 차지하게 된다. 따라서 수행해야 할 작업이 있는 한 CPU는 유휴 상태가 되지 않는다. 다중 프로그래밍 운영체제에서 여러 개의 작업들이 수행할 준비를 갖추고 있다면 이 작업들 중에 하나를 선택하기 위해서는 결정이 필요한데, 이것이 CPU 스케줄링이다.

시분할 시스템(Time-sharing) 1950년에 고안하였으나, 1961년에 매사추세츠공과대학(MIT)에서 CTSS(Compatible Time Sharing System)를 개발함으로써 개념을 확립했다. 중앙처리장치(CPU)가 매우 오랫동안 작업에 의해 독점되는 것을 막기 위하여 CPU를 일정한 시간씩만 사용되도록 제어한다. 즉 CPU의 시간을 잘게 분할하여 여러 작업을 순환하며 수행한다. 이렇게 제어하면 짧은 작업인 경우엔 수행이 빨리 완료할 수 있다. 따라서 단말기에서 컴퓨터와 대화형식으로 프로그램을 작성한다거나 대화형식으로 프로그램을 실행할 수 있는 특징이 있다. 실행 프로그램은 연산처리장치의 할당 시간을 돌아가며 부여받는 타임 슬라이스(time slice) 방법으로 TSS를 실현한다. 운영체제에는 프로그램의 개발이나 실행을 대화형식으로 진행할 수 있는 기능이 있어, 컴퓨터가 한 시각에 하나 이상의 문제들을 해결하게 함으로써 중앙처리장치의 유휴시간을 줄일 수 있다. 컴퓨터가 대화식 모드로 운영된다고 할 때에는 인간과 기계 간의 실시간 통신이 유지되도록 하는 데에 컴퓨터 시스템이 신축적으로 사용된다는 것을 의미한다. 한편 원격 일괄처리 방법으로 운영되는 TSS 역시 하나의 컴퓨터가 여러 사용자에 의하여 동시에 공용되고 있다는 것이다. TSS를 채택한 컴퓨터는 운영체제의 복잡도와 성능면에서 다를 수 있으나 다음과 같은 공통적인 특성을 가지고 있어야 한다. 즉, 수 많은 단말기들을 동시에 지원할 수 있는 동시 운영성, 사용자의 요청에 대한 빠른 응답시간, 한 사용자의 프로그램과 자료들이 인가되지 않은 다른 사용자에 의하여 접근되어 변경되거나 파괴되지 않도록 내부적으로 제어되는 보안 통제성을 갖추어야 한다. 중요한 응용분야는 프로그램 개발, 사무자동화, 온라인 정보검색, 그래픽처리와 같은 분야이다.

하드웨어(Hardware) 원래는 쇠붙이라는 뜻인데, 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU:central processing unit) ·기억장치(memory unit) ·입출력장치와 같은 전자 ·기계장치의 몸체 그 자체를 가리킬 때에 사용한다. 이에 대하여 컴퓨터를 활용하기 위한 각종 프로그램 체계(體系)를 소프트웨어(software)라고 한다. 하드웨어는 주로 전자부품과 기계부품으로 나눈다. 전자부품은 컴퓨터에서 가장 중요한 중앙처리장치의 연산 ·제어회로나, 기억장치 ·입출력장치의 제어 ·판독 ·쓰기회로 등에 사용되는데, 점차 회로의 집적화(IC)가 진척되어서 크게 변혁하고 있다. 기계부품은 대용량 기억장치 ·입출력장치에서 특히 중요하며, 고정밀도이고 강고(强固)한 것이 요구된다.

소프트웨어(Software) 하드웨어(hardware)라고 불리는 컴퓨터 기계장치부에 대응한다. 프로그램 중에는 롬(ROM:read only memory)에 기록되어 변경하기가 어려운 것도 있는데 이러한 것은 중간적인 성격을 갖는다고 하여 펌웨어(firmware)라고 한다. 소프트웨어는 크게 시스템 소프트웨어와 응용 소프트웨어로 나눈다. 시스템 소프트웨어는 어느 문제에나 공통적으로 필요한 프로그램들로서 운영체제(UNIX ·DOS 등), 컴파일러(C ·FORTRAN 컴파일러 등), 입출력 제어 프로그램 등이 여기에 속하며, 통상 컴퓨터를 제작하는 회사들이 만들어 공급한다. 응용 소프트웨어는 이러한 시스템 소프트웨어를 사용하여 실제 사회에서 일어나는 문제들을 풀어주는 프로그램들이며 사무자동화 ·수치연산 ·게임 등 다양하다. 1960년대는 하드웨어만을 중요시하고 소프트웨어는 무료로 공급했으나 이제는 소프트웨어의 중요성과 독립성이 널리 인식되어 소프트웨어의 가격이 하드웨어와 별도로 책정되는 경향이 뚜렷해졌고, 소프트웨어 가격이 하드웨어 가격보다 높은 경우도 많다. 하드웨어 가격이 계속 저렴해지고 또 자주 교체됨에 따라 이제는 컴퓨터시스템을 선택할 때 과거와는 반대로 소프트웨어가 더 중요한 역할을 할 때가 많다. 소프트웨어가 생산성을 얼마나 높여주는가의 여부, 하드웨어가 바뀌더라도 거기에 적응할 수있는 소프트웨어인가의 여부, 유지보수를 하는 것이 효율적인가의 여부 등이 중요한 요구조건이 되고 있고, 또한 중요한 연구개발 대상이 되고 있다.

컴퓨터의 종류(사용용도에 따른 분류) 특수용 또는 전용 컴퓨터(Special Purpose Computer) 특정 문제를 해결하기 위해 설계, 제작된 컴퓨터다. 비행기나 미사일의 궤도를 추적하는 군사용에 사용되거나 전기회사나 철강회사등의 공정 제어용으로 사용되는 컴퓨터이다. 범용컴퓨터(General Purpose Computer) 컴퓨터의 사용 목적이 지정되지 않고, 운영체제(OS)와 여러가지 응용 소프트웨어가 준비되어 있어서, 무엇이든 필요한 작업을 처리할 수 있게 설계된 대형 컴퓨터를 말한다. 개인용컴퓨터(Personal or Home Computer) 개인적으로 사용하는 컴퓨터를 통틀어 부르는 것이다.

컴퓨터의 종류(컴퓨터의 성능에 따른 분류) 분류기준 개인용 컴퓨터(Personal Computer) 기억용량, 가격, 처리속도, I/O 장치 수, 소프트웨어지원 등 개인용 컴퓨터(Personal Computer) 데스크톱 컴퓨터, 노트북컴퓨터, PDA, 네트워크컴퓨터, 태블릿PC 워크스테이션(Work Station) 개인이나 적은 인원수의 사람들이 특수한 분야에 사용하기 위해 만들어진 고성능의 컴퓨터.

슈퍼컴퓨터(Super Computer) 미니컴퓨터(Mini Computer) 개인용 컴퓨터와 대형 컴퓨터의 중간 단계에 있는 컴퓨터로, 일반적인 중소형 컴퓨터를 말한다. 개인용 컴퓨터보다 주기억장치와 보조기억장치의 용량이 커서, 멀티유저 시스템을 사용하는 학교나 연구소에서 업무용으로 사용한다. 대형컴퓨터(Main Frame) 다양한 데이터를 처리할 수 있는 범용 목적의 대형 컴퓨터로서, 다수의 단말기(terminal)를 연결하여 많은 사람들이 복잡한 작업을 수행할 수 있다. 인구조사, 공업/소비자 통계, ERP, 금융 트랜잭션 처리와 같은 정부의 연구기관과 대기업의 중요한 응용프로그램들을 사용하는 데 쓰이는 컴퓨터이다. 슈퍼컴퓨터(Super Computer) 과학기술 계산을 초고속으로 처리하는 벡터계산 전용 프로세서를 갖춘 초고속 컴퓨터로 1970년대 이후 상업용으로 활발히 개발되고 있다. 공유메모리 구조, 분산메모리 구조, 배열 구조 등으로 분류하며 최근에는 다수의 프로세서를 사용하는 MPP 형태로 개발되고 있다.