운영체제의 개념

*정의 - 제한된 컴퓨터의 각종 자원을 효율적으로 관리, 운영함으로써 사용자에게 최대의 편리성을 제공하고자 하는 인간과 컴퓨터 사이의 인터페이스를 위한 시스템 소프트웨어

*역할 - 사용자와 컴퓨터 시스템간의 인터페이스 정의
      1. 사용자들간의 하드웨어의 공동사용
      2. 여러 사용자간의 자원 공유   
      3. 자원의 효과적인 운영을 위한 스케쥴링   
      4. 입출력에 대한 보조 역할     
      5. 에러에 대한 처리                       
      6. 사용자들간의 간섭 방지
      7. 자원의 사용량 계산
      8. 병렬 수행을 위한 편의 제공
      9. 데이터에 대한 보안과 신속한 사용
      10. 통신 네트워크 관리

*목적
  1) 사용의 편리성 - 사용자로 하여금 컴퓨터의 하드웨어와 각종 정보를 효율적으로 관리하여 컴퓨터를 보다 편리하게 사용할 수 있도록 제공
  2) 시스템 성능의 향상 - 성능의 최대 발휘를 목적으로 하며 다음의 기준으로 판단
      ① 처리능력(throughput) - 일정 단위 시간 동안 컴퓨터가 처리하는 작업의 양
      ② 응답시간(turn around time) - 한 작업을 처리할 때 입력으로부터 결과가 출력될 때까지의 경과 시간
      ③ 사용의 용이성(availability) - 사용자가 필요로하는 컴퓨터를 적절한 때에 얼마나 빨리 사용할 수 있도록 할 것인가
      ④ 신뢰도(reliability) - 컴퓨터가 올바로 작동되는가

*구성
  1) 제어 프로그램(control program)
      ① 감시 프로그램(supervisor program)
      ② 데이터 관리 프로그램(data management program)
      ③ 작업 제어 프로그램(job control program)
  2) 처리 프로그램(processing program)
      ① 언어 번역 프로그램(language translator program)
      ② 서비스 프로그램(service program)
      ③ 문제 프로그램(problem program)
* 운영체제의 구조
        - 커널 : 인터럽트처리기, 디스패쳐, 프로세서 동기를 위한 기능 지원, H/W와 밀접하게 관련
        - 기억장치 관리기      - 입출력 시스템        - 파일 관리기
        - 단기 스케줄러 : 시스템 내 활성 큐 관리, CPU 관리, H/W와 무관
        - 자원관리기 : CPU를 제외한 다른 자원들을 관리
        - 장기 스케줄러 : 프로세서의 생성, 소멸, 제어를 담당
        - 명령어 해석기 : 사용자와 직접 대화, Shell 이라 부름

* OS의 종류
  1) 초기 운영체제 시스템
      - 한번에 하나의 작업만 수행하며 준비시간이 많이 걸린다
      - 장치 구동기 사용
  2) 일괄처리 시스템(batch processing system)
    ① 1950년대 초기의 컴퓨터 처리방법 중 하나로 처리할 데이터를 일정량을 모아 한꺼번에 처리
    ② 상주모니터(resident monitor) - 사용자가 한번에 한 작업씩 수행하던 것을 한 개의 batch로 묶어 자동 처리되게 한 OS
    ③ 장점 - 시스템의 사용계획을 구체적으로 세워 능률적으로 사용할 수 있다
    ④ 단점 - 반환시간이 늦고 프로그램의 오류수정 작업이 어려우며 CPU가 유휴상태로 되기 쉽다
    * 단점 보완 방법
              - 상주모니터, 오프라인 연산, 버퍼링, 스풀링
  3) 다중 프로그래밍 시스템(multi programming system)
      - 하나의 중앙처리장치에 여러 개의 프로그램을 실행시킴으로써 짧은 시간에 많은 작업을 수행할 수 있게 하여 시스템의 효율을 높여 주는 것
      ① 고려사항 - CPU스케줄링, 기억장치관리기법, 장치스케줄링, 교착상태, 병행제어 및 보호문제
      ② 장점 - 다중 작업을 구현하므로 시스템의 효율이 높다
      ③ 단점 - CPU의 유휴 시간이 길어진다
                  - 기억장치 관리 기법, CPU 스케쥴링 기법이 필요
  4) 다중 처리 시스템(multi processing system) 기출96
    - 하나의 공용 기억장치를 통하여 두 개 이상의 프로세서를 제어하는 시스템
    - 공유된 주기억장치의 사용을 스케줄링 하는데 어려움이 존재
      ① 장점 - CPU를 여러 개 사용하여 작업속도와 신뢰성을 높일 수 있다
  5) 시분할 시스템(time sharing system)
    - 한 대의 컴퓨터로 일정한 시간 내에 여러 가지 작업을 처리하는 방법
      ① 장점 - 여러 사람이 공동으로 CPU를 사용하며 여러 개의 프로그램을 기억장치에 적재
      ② 단점 - 운영체제를 복잡하게 한다
  6) 실시간 시스템(real time system)
    - 처리 대상 데이터가 발생하는 즉시 처리하여 결과를 산출하는 방식
      ① 장점 - 사용자의 노력이 절감되고 처리시간이 단축되며 처리비용이 절감
      ② 단점 - 입출력 자료의 일시저장 및 대기가 필요하고 특정상태의 재현이 불가능
                  - 시스템에 장애가 발생할 때 단순한 재실행이 불가능
  7) 분산처리 시스템(distributed processing system)
    - 지역적으로 분산되어 있는 여러 대의 컴퓨터가 프로세서 사이의 특별한 데이터 링크를 통해 교신 하면서 한 조직 내의 동일한 업무를 수행하고 정보 교환을 위해 네트워크로 상호 결합된 시스템
    - 특징 : 자원공유, 신뢰성, 계산속도 증가, 통신