[리눅스마스터 1급:#2] 리눅스의 개요 : 운영체제

안녕하세요

박봉달입니다!

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오늘은 리눅스 마스터 1급 공부 둘째날의 기록을 남겨보도록 하겠습니다.

서적은 이기적 리눅스마스터 1급 이론서+기출문제를 기본으로 하고 있습니다.

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1. 운영체제의 개요

▶ 운영체제의 정의 및 목적, 역할

1) 운영체제의 정의

- 사용자와 하드웨어 간 상호작용 위해 사용자 인터페이스 (UI)를 제공하는 시스템 소프트웨어

- 컴퓨터 중앙처리장치 (CPU), 메모리 및 주변 장치 등 하드웨어를 효율적으로 관리함

- 응용 프로그램이 동작할 수 있는 환경, 즉 프로그래밍 인터페이스 제공

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2) 운영체제의 목적

- 일정시간 처리하는 일의 양인 처리능력(Throughput)의 향상을 목적으로 함

- 작업 의뢰 후 결과까지의 응답시간(Turnaround Time)의 최소화 목적

- 주어진 문제 정확하게 처리하는 신뢰도(Reliability)의 향상 목적

- 이용 가능한 자원의 정도를 의미하는 사용가능도 (Availability)의 향상 목적

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3) 운영체제의 역할

- 접근 용이하도록 제어, 입력, 출력 등의 관리

- 한정된 하드웨어 자원을 다수의 이용자가 공유할 수 있는 기능

- 자원의 효율적 사용을 위한 자원 스케줄링 제공

- 응용 프로그램의 작성과 실행을 위한 시스템 호출(system call) 제공

- 오류 발생시 중단 않고 실행 가능한 오류 복구 기능 제공

- 사용자의 다양한 데이터를 조직화하고 저장 가능한 파일 관리 및 데이터베이스 기능 제공, 네트워키 기능 제공

- 사용자 인터페이스 제공

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▶ 운영체제의 구조와 기능

1) 운영체제의 구조

- 사용자는 시스템의 기능을 이용하기위해 필요한 응용 프로그램을 실행하거나, 셸(Shell), GUI, 배치 작업(Batch jobs)을 통해 운영체제 기능 사용 가능

- 시스템 호출을 통하여 커널의 서비스 이용 가능

- 다양한 하드웨어에 대한 이식성 향상 위해 하드웨어 추상계층(HAL : Hardware Abstraction Layer) 제공

2) 운영체제의 기능

- 프로세스, 메모리, 장치I/O, 파일 시스템 등 리소스 관리 기능 제공

- 자원의 효율적 사용 위해 자원 스케줄링 제공

- LAN 카드, USB 장치, 디스크 등 다양한 하드웨어의 관리와 네트워크의 주소 할당, 네트워크 생성, 경로 설정 등 다양한 네트워크 제어 기능 제공

- 파일 시스템이나 데이터베이스를 통해 데이터를 생성, 저장, 조회 등 데이터 관리 기능과 파일 및 네트워크 같은 자원 공유 기능 제공

- 사용자, 프로세스가 파일이나 네트워크 같은 자원에 무분별하게 접근하는것을 방지하는 자원 보호 기능 제공

- 디스크 및 파일 시스템과 같은 시스템의 손상 여부 점검 위한 오류검사 기능과 복구 기능 제공

- 자원의 유휴시간 최소화 위해 가상의 컴퓨터 여러대 실행 가능한 가상화 기능 제공

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▶ 운영체제의 운용기법

1) 일괄 처리 시스템 (Batch Processing System)

- 초기 운영체제의 형태, 여러 작업 묶어서 처리

- 작업 처리 시작하면 결과 나올때까지 기다려야 함

- 처리중일때 시스템 이용하지 못해 자원 사용의 효율성 떨어짐

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2) 다중 프로그래밍 시스템 (Multi Programming System)

- 일괄처리 시스템은 입출력중일 때 CPU는 유휴 상태가 됨

- 하나의 작업이 입출력 중일 때 다른 작업 할당하여 CPU 사용률과 처리량을 향상

- 사용자 입장에선 하나의 CPU지만 동시에 여러 프로그램 동시 실행으로 인지

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3) 시분할 시스템 (Time Sharing System)

- 다중 프로그래밍 시스템이 작업 단위라면 시분할은 '타임 슬라이스' 또는 '타임 퀀텀'이라는 일정 작업 시간 동안 실행함

- 다중 프로그래밍 시스템보다 CPU사용률과 처리량 향상 가능

- 다중프로그래밍보다 더욱 동시에 여러 작업 실행처럼 보임

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4) 다중 처리 시스템 (Multi-Processing System)

- 여러개의 CPU를 통하여 여러 작업 처리 운용 기법, 병렬 처리 시스템(Parallel Processing System)이라고 함

- 비대칭적 다중처리(Asymmetric)와 대칭적 다중처리(Symmetric) 유형으로 나눔

- 비대칭적 다중처리는 주종관계가 있으며 주 프로세스의 명령에 따라 종 프로세스가 작업 처리

- 대칭적 다중처리는 다시 SMP(Symmetric)와 MPP(Massively Parallel)로 나눌 수 있다.

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5) 실시간 처리 시스템 (Real Time Processing System)

- 작업의 요청에서 수행 결과가 나올 때까지 시간 안에 수행해야하는 시간적 제약을 갖는 운용 방식

- 시간적 제약의 엄격한 정도에 따라 경성 실시간 처리 시스템(Hard)과 연성 실시간 처리 시스템(Soft)로 나눈다

- 경성 실시간 처리 시스템은 제한된 시간 안에 반드시 작업 처리 완료해야하며 무기 제어, 로봇 등 사용된다

- 연성 실시간 처리 시스템은 제한된 시간 안에 완료하지 못하더라도 큰 영향을 미치지 않는 시스템으로 동영상 재생 시스템 등이 해당된다.

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6) 다중 모드 시스템 (Multi-Mode System)

- 일괄 처리, 다중 프로그래밍, 시분할, 다중 처리, 실시간 처리 시스템을 모두 혼용하여 사용할 수 있는 운용 시스템

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7) 분산 처리 시스템(Distribute Processing System)

- 개별 프로세서, 하드웨어 자원과 이를 구동하는 운영체제를 갖는 독립적인 시스템들 간에 통신망을 연결하고 시스템이 수행해야할 작업을 분산하고 자원을 공유하여 처리량과 응답시간, 가용량을 극대화하는 시스템

- 하나의 운영체제 하에 여러 프로세서가 하나의 메모리를 공유하는 방식인 강결합(Tightly-Coupled)이 아닌 둘 이상의 독립된 시스템이 통신으로 연결되고 상호작용하는 약결합(Loosely-Coupled) 방식이다

- 물리적인 시스템의 연결을 넘어 유휴 자원의 효율적 활용 위해 가상화 기술을 기본적으로 내장하거나 커널(Kernel)단에서 지원하여 가상화 시스템 간 또는 가상화 시스템과 물리적 시스템 간 분산처리 형태로 진화

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* 운영체제 기법은 한번에 하나의 작업 처리하는 일괄 처리 시스템을 시작으로 지역적으로 분산된 여러 시스템이 동시에 작업 처리하는 분산처리 시스템으로 발전하였다.

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오늘은 리눅스 운영체제의 특징에 대해 알아보았습니다.

리눅스 마스터 1급 공부 첫날의 포스트를 이것으로 마치고,

내일 다시 돌아오도록 하겠습니다!

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읽어주셔서 감사합니다!

좋은 정보 가지고 계신 분이 계시다면

댓글 부탁드려요 :)