[쉽게 배우는 운영체제] 1-1. 운영체제의 개요

운영체제 소개

일상생활 속의 운영체제

• OS = Operating System
• 컴퓨터 운영체제의 대표적인 예
  • 윈도우, Mac OS, 유닉스, 리눅스
• 모바일 운영체제
  • iOS, 안드로이드
• 임베디드 운영체제 (임베디드 시스템)
  • 내비게이션, 스마트 시계, 스마트 TV에 들어있는 운영체제
  • CPU 성능이 낮고, 메모리 크기도 작은 시스템에 내장하도록 만든 운영체제

운영체제의 필요성

• 여러 작업을 동시에 할 수 있는 환경 조성 → 사용 규칙 필요성 대두

컴퓨터는 운영체제가 없어도 작동하는가?

• 작동한다 → 최초의 컴퓨터(에니악)는 운영체제도, 키보드와 모니터도 없었지만 잘 동작했음
  • 컴퓨터인 이유: 프로그래밍이 가능함

운영체제가 있는 기계와 없는 기계는 어떤 차이가 있는가?

• 운영체제가 없는 기계
  • 설계한 대로만 사용할 수 있음 = 만들 당시에 구현한 기능 외에 다른 기능을 추가할 수 없음
• 운영체제가 있는 기계
  • 새로운 기능의 추가나 성능의 변경 가능 → 성능 및 효율성 향상 가능
  • 프로그램이 가능한(programmable) 기계

운영체제는 성능을 향상하는 데에만 필요한가?

• 자원 관리(Resource management)라는 중요한 역할도 함
• 응용 프로그램(application program)들에게 할당되는 자원을 관리하는 역할
• 악의적인 응용 프로그램으로부터 컴퓨터 자원을 보호하는 역할

운영체제는 어떻게 자원을 관리하는가?

• 컴퓨터 자원 - 컴퓨터에 부착된 모든 장치
• 사용자가 직접 자원에접근하는 것을 막음으로써 자원을 보호하고 관리
  • 응용 프로그램과 사용자에게 모든 자원을 숨김

사용자는 숨어 있는 자원을 어떻게 이용할 수 있는가?

• 사용자가 자원을 이용할 수 있는 여러 가지 방법 제공
• 인터페이스(interface) - 사용자가 컴퓨터를 사용할 수 있도록 해주고 그 결과를 알려주는 것

운영체제의 정의

• 사용자에게 편리한 인터페이스 환경을 제공하고 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리하는 소프트웨어
  • 하드웨어에 대한 모든 책임을 맡고 있음

운영체제의 역할

자원 관리

• 컴퓨터 자원을 응용 프로그램에 나누어주어 사용자가 원활하게 작업할 수 있도록 도와줌

  • 자원을 요청한 프로그램이 여러 개라면 적당한 순서로 자원을 배분하고 적절한 시점에 자원을 회수하여 다른 응용 프로그램에 나누어줌

    →Bold 처리한 부분이 핵심일 것 같다.

자원 보호

• 악의적인 사용자나 미숙한 사용자로부터 컴퓨터 자원을 보호
• 비정상적인 작업으로부터 컴퓨터 자원을 지키는 것

하드웨어 인터페이스 제공

• 복잡한 과정 없이 다양한 장치를 사용할 수 있도록 해주는 하드웨어 인터페이스를 제공
• 드라이버를 설치해야 지원 가능
  • 드라이버 - 하드웨어 장치와 상호작용하기 위해 만들어진 컴퓨터 프로그램,
    • = 장치 드라이버, 디바이스 드라이버, 장치 제어기, 소프트웨어 드라이버
  • 일부 하드웨어의 경우 드라이버를 따로 설치해야함 → 하드웨어 인터페이스

사용자 인터페이스 제공

• 사용자가 운영체제를 편리하게 사용하도록 지원하기 위한 것
  • PC - 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface, GUI)를 제공해서 대부분의 작업을 마우스로 수행 가능
  • 스마트폰 - 터치스크린을 이용한 인터페이스 제공

운영체제의 목표

효율성

• 자원을 효율적으로 관리하는 것 - 운영체제의 역할 중 "자원 관리"와 연결
  • 같은 자원을 사용하여 더 많은 작업량 처리
  • 같은 작업량 처리하는 데 보다 적은 자원 사용
• 일반적으로 운영체제의 크기를 최소화하고 운영체제가 사용하는 코드를 최적화해야 함

안정성

• 하드웨어 전체를 관리하는 소프트웨어 → 운영체제가 불안하면 모든 작업이 불안해짐 → 안정성이 담보되어야 함 - 운영체제의 역할 중 "자원 보호"와 연결
• 안정성 확보 방법
  • 사용자의 응용 프로그램의 안전 문제와 하드웨어적인 보안 문제 처리 가능
  • 시스템 문제 발생 시 이전으로 복구하는 결함 포용(fault tolerant) 기능 수행

확장성

• 다양한 시스템 자원을 추가하거나 제거하기 편해야 함 - 운영체제의 역할 중 "하드웨어 인터페이스 제공"과 연결
• 플러그 앤 플레이 기능(Plug and Play) 제공 필요

편리성

• 사용자가 편리하게 작업할 수 있는 환경 제공 필요 - 운영체제의 역할 중 "사용자 인터페이스 제공"과 연결
• 응용 프로그램과 사용자에게 다양한 편리성을 제공하면서도 자원의 낭비 요소를 막아야함