운영체제 소개

운영체제 (OS, Operating System)

 

• 일반 컴퓨터, 노트북, 스마트폰의 전원을 켜면 가장 먼저 만나게 되는 소프트웨어
• PC 운영체제 (윈도우, Mac OS, 유닉스, 리눅스 등)
• 모바일 운영체제 (iOs, 안드로이드 등)
• 임베디드 운영체제
  - CPU의 성능이 낮고 메모리 크기도 작은 시스템에 내장하도록 만든 운영체제
  - 임베디드 운영체제가 있는 기계는 기능을 계속 향상할 수 있다.
• 운영체제의 필요성

질문	답
컴퓨터는 운영체제가 없도록 작동하는가?	컴퓨터는 운영체제가 없어도 작동하지만 기능에 제약이 따른다.
운영체제가 있는 기계와 없는 기계는 어떤 차이가 있는가?	운영체제가 있는 기계는 다양한 응용 프로그램을 설치하여 사용할 수 있고 성능 향상을 위한 새로운 기능을 쉽게 추가할 수 있다.
운영체제는 성능을 향상하는 데에만 필요한가?	운영체제는 컴퓨터의 성능을 향상할 뿐 아니라 자원을 관리하고 사용자에게 편리한 인터페이스 환경을 제공한다.
운영체제는 자원을 어떻게 관리하는가?	운영체제는 사용자가 직접 자원에 접근하는 것을 막음으로써 컴퓨터 자원을 보호한다.
사용자는 숨어 있는 자원을 어떻게 이용할 수 있는가?	운영체제가 제공하는 사용자 인터페이스와 하드웨어 인터페이스를 이용하여 자원에 접근한다.

 

 

운영체제 정의

 

• 응용 프로그램이나 사용자에게 컴퓨터 자원을 사용할 수 있는 인터페이스를 제공하고 그 결과를 돌려주는 시스템 소프트웨어이다. 
• 응용 프로그램이나 사용자에게 모든 컴퓨터 자원을 숨기고 정해진 방법으로만 컴퓨터 자원을 사용할 수 있도록 제한한다.

 

 

운영체제의 역할

 

• 자원 관리 (Resource management)
  - 컴퓨터 시스템의 자원을 응용 프로그램에 나누어주어 사용자가 원활하게 작업할 수 있도록 한다.
  - 자원을 요청한 프로그램이 여러 개라면 적당한 순서로 자원을 배분하고 적절한 시점에 자원을 회수하여 다른 응용 프로그램에 나누어준다.
• 자원 보호 (Resource protection)
  - 비정상적인 작업으로부터 컴퓨터 자원을 보호
• 하드웨어 인터페이스 제공
  - 사용자가 복잡한 과정 없이 다양한 장치를 사용할 수 있도록 해주는 하드웨어 인터페이스 제공
  - CPU, 메모리, 키보드, 마우스와 같은 다양한 하드웨어를 일관된 방법으로 사용할 수 있도록 지원
• 사용자 인터페이스 제공
  - 사용자가 운영체제를 편리하게 사용하도록 지원
  - 윈도우의 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)

 

운영체제의 목표

 

• 효율성
  - 자원을 효율적으로 관리
  - 같은 자원을 사용하여 더 많은 작업량을 처리하거나, 같은 작업량을 처리하는 데 보다 적은 자원을 사용하는 것
• 안정성
  - 작업을 안정적으로 처리
  - 사용자와 응용 프로그램의 안전 문제와 하드웨어적인 보안 문제 처리
  - 시스템에 문제가 발생했을 때 이전으로 복구하는 결함 포용 기능 수행
• 확장성
  - 다양한 시스템 자원을 컴퓨터에 추가하거나 제거하기 편리한 것
• 편리성
  - 사용자가 편리하게 작업할 수 있는 환경을 제공
• 운영체제의 목표와 역할
  
  

 

 

운영체제의 기능

 

• 자원 관리
  - 메모리 관리
    ▷ 컴퓨터의 메모리는 크게 메인 메모리 + 보조 기억 장치로 구분된다.
    ▷ 메인 메모리에 명령어가 있어야 프로세서가 명령어를 수행할 수 있기 때문에 프로그램을 저장할 공간을 확보해두어야 한다.
    ▷ 이렇게 저장된 프로그램이 효율적으로 실행될 수 있도록 메모리도 적절히 사용해야 한다.
    ▷ 메모리는 물리적인 하드웨어이기 때문에 공간의 한계가 있다. 이를 위해 보조기억장치(보조 메모리)가 필요하다.
    ▷ 대부분의 프로그램들은 메인 메모리에 저장되기 전까지는 보조 기억장치에 저장된다.
    ▷ 메인 메모리와 동일하게 공간을 할당하고 삭제하는 기능을 운영체제가 한다.
  - 프로세스 관리
    ▷ 프로세스는 실행 중인 프로그램으로 운영체제는 프로세스의 생성부터 실행, 종료까지의 전 과정에 관여하게 된다.
  - 입출력 장치 관리
    ▷ 운영체제는 특수 장치 드라이브를 사용하여 입출력 장치와 상호작용한다. 
    ▷ 장치 드라이버를 제공하여 특정 하드웨어와 서로 통신할 수 있는 인터페이스를 제공한다.
  - 파일 관리
    ▷ 파일 탐색기를 살펴보면 디렉터리 형식으로 파일이 관리되고 있고 탐색기 내에서 파일 검색이 가능하고 파일 생성과 삭제까지 가능하다. 
• 시스템 관리
  - 시스템 보호
    ▷ 컴퓨터 자원을 보호하는 기능
    ▷ 응용프로그램, 사용자로부터 자원을 보호하기 위해 권한을 부여하기도 하고 데이터를 암호화한다. 
    ▷ 프로세스들은 동시에 실행되면서 서로의 data에 접근하지 못하도록 보호한다.
  - 네트워크
    ▷ 프로세서가 통신을 할 때는 경로 설정, 접속 정책, 충돌, 보안 등을 고려해야 하는데 이를 운영체제가 관리
  - 명령 해석기
    ▷ 운영체제의 중요한 프로그램
    ▷ 사용자나 응용 프로그램으로부터 대화형의 명령어가 들어오면 이를 운영체제에 전달하는 인터페이스