[ 운영체제 ] 운영체제 개요

1. 운영체제란 ?

• 시스템 자원을 효율적으로 관리하고, 하드웨어와 사용자 사이 인터페이스를 제공하는 시스템 프로그램

운영체제 서비스

- 부팅
- 사용자 인터페이스
- 네트워킹
- 하드웨어 관리
- 계정 관리
- 파일 관리

2. 컴퓨터 시스템 구성 요소

CPU

• 연산장치
• 제어장치
• 레지스터

메모리

• 캐시
• ROM
• RAM

시스템 버스

• 데이터 버스
• 주소 버스
• 제어 버스

입출력 장치

• 키보드
• 마우스
• 모니터
• 프린터

캐시 메모리의 역할

• 메인 메모리에서 사용한 또는 사용 예정인 데이터를 캐시 메모리에 적재한다.
• 속도가 빠른 캐시 메모리에서 읽고 쓰므로 CPU 처리 속도와 메모리 처리 속도 차이를 완화시킨다.

메모리 계층 구조

    보조 기억 장치 -> 주 기억 장치 -> 캐시 -> 레지스터 

(대용량, 속도 느림)                                                                        (저용량, 속도 빠름)

• 보조 기억 장치는 외부 메모리로, 주 기억 장치에 데이터를 적재해야 사용 가능하다.
• 주기억장치, 캐시, 레지스터는 별도 적재 없이 프로세서가 직접 접근하여 사용한다.

3. 가상화

• CPU 가상화
  • 하나의 CPU를 여러 프로그램이 동시에 사용하는 것 처럼 만드는 기술
  • 운영체제가 CPU를 잘게 쪼개서, 각 프로그램에 짧게 할당한다.
  • 사용자 입장에서는 동시에 프로그램이 돌아가는 것처럼 느껴진다.
• 메모리 가상화
  • 각 프로그램마다 독립적인 메모리 공간을 제공하는 기술
  • 프로그램 입장에서는 무한한 메모리로 보이지만, 실제로는 아님

4. 병행성

• 여러 작업이 동시에 실행되는 것 처럼 보이는 현상

5. 영속성

• 데이터를 영구적으로 저장

6. 운영체제의 발전 과정

• 초기
  • 천공카드를 사용. 담당자가 사용자 한명씩 처리
• 일괄처리 시스템
  • 여러 작업을 모아서 한번에 처리함
• 다중 프로그래밍 시스템
  • CPU는 입출력 장치와 속도 차이 때문에 대기하는 시간이 너무 길다.
  • 이 문제를 해결하기 위해, 대기시간 동안 다른 프로그램을 실행한다.
  • CPU 이용률이 상승하지만, CPU 스케줄링이 필요하다.
• 시분할 시스템
  • 사용자에게 일정한 CPU 시간을 할당하여 번갈아가며 실행한다.
• 다중처리 시스템
  • 처리율을 높이기 위해 CPU를 여러 개 사용한다.