[OS-01] 운영체제 개념 및 종류

1. 운영체제 개념

• 운영체제는 컴퓨터 시스템의 자원들을 효율적으로 관리
• 사용자가 컴퓨터를 편리하고 효과적으로 사용할 수 있도록 환경을 제공
• 사용자와 컴퓨터 간의 인터페이스로서 동작하는 시스템 소프트웨어
• 운영체제의 계층은 하드웨어와 유틸리티 사이임

2. 운영체제 목적

• 사용자와 컴퓨터 간의 인터페이스 제공
• 자원의 효율적인 운영 및 자원 스케줄링
• 데이터 공유 및 주변장치 관리
• 처리 능력 및 신뢰성 향상
• 응답 시간 단축, 반환시간 단축 및 입․출력을 위한 편의 제공
• 시스템의 오류를 처리

3. 운영체제 성능

- 성능 평가 기준

• 처리능력(Throughput) : 일정 시간 내에 시스템이 처리하는 일의 양
• 반환시간(Turnaround time) : 시스템에 작업을 의뢰한 시간부터 처리가 완료될 때까지 걸리는 시간
• 사용 가능도(Availability) : 시스템을 사용할 필요가 있을 때 즉시 사용 가능한 정도
• 신뢰도(Reliability) : 시스템이 주어진 문제를 정확하게 해결하는 정도

- 성능 평가 방법

• 벤치마크(Benchmark) : 프로그램을 수행하여 성능을 측정
• 시뮬레이션(Simulation) : 시스템의 내부 특성을 프로그램으로 표현하여 성능 측정
• 수학적 모델 : 수학적 공식으로 성능을 측정

4. 운영체제의 운용기법 종류

1) 일괄 처리 시스템(Batch Processing System)

• 초기의 컴퓨터 시스템에서 사용된 형태로, 일정량의 데이터를 모아서 한꺼번에 처리하는 방식
• 일괄 처리를 위해 적절할 작업 제어 언어(JCL , Job Control Language)를 제공해야 함
• 컴퓨터 시스템을 효율적으로 사용
• 반환 시간이 늦지만 하나의 작업이 모든 자원을 독점하므로 CPU 유휴 시간을 줄임

2) 다중 프로그래밍 시스템(Multi Programming System)

• 하나의 CPU와 주기억장치를 이용하여 여러 개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식
• CPU의 사용률과 처리량이 증가

3) 시분할 시스템(Time Sharing System)

• 여러 명의 사용자가 사용하는 시스템에서 컴퓨터가 사용자들의 프로그램을 번갈아 가며 처리해 줌으로써 각 사용자에게 독립된 컴퓨터를 사용하는 느낌을 받음
• 라운드 로빈(Round Robin) 방식을 사용
• 다중 프로그래밍 방식과 결합하여 모든 작업이 동시에 진행되는 것처럼 대화식 처리가 가능
• 시스템의 전체 효율은 좋아지나 개인별 사용자 입장에서는 반응 속도가 느려질 수 있음
• 긴 작업에 대한 응답 시간을 최소한으로 줄이는 것을 목적
• 각 사용자는 기억 장치에 독립된 프로그램

4) 다중 처리 시스템(Multi Processing System) 

• 여러 개의 CPU와 하나의 주기억장치를 이용하여 여러 개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식
• 여러 CPU는 하나의 메모리를 공유함으로 단일 운영체제에 의해 관리
• 프로그램의 처리 속도는 빠름
• 기억장치, 입/출력 장치 등의 자원 공유에 대한 문제 관리가 어려움

5) 실시간 처리 시스템(Real Time Processing System)

• 데이터 발생 또는 데이터에 대한 처리 요구가 있는 즉시 처리하여 응답해 주는 시스템
• 주어진 적정 시간 내에 답을 주어야 함
• 우주선 운행이나 레이더 추적기, 은행의 온라인 업무 등 시간에 제한을 두고 수행되어야 하는 작업에 사용

6) 다중 모드 시스템(Multi Mode System)

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

7) 분산 처리 시스템(Distributed Processing System)

• 여러 개의 컴퓨터를 통신 회선으로 연결하여 하나의 작업을 처리하는 방식

운영체제의 운용 기법 발달 과정