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운영체제란 무엇인가

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By zwoong
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운영체제(Operating System, OS)는 컴퓨터 시스템의 가장 기본적인 소프트웨어로, 하드웨어와 사용자 사이에서 중재자 역할을 한다. 이는 컴퓨터의 모든 기본적인 작업을 관리하고, 컴퓨터 하드웨어를 쉽고 효율적으로 사용할 수 있도록 돕는다.

운영체제 주요 기능

  • 자원 관리: CPU, 메모리, 디스크 공간 등의 컴퓨터 자원 관리
  • 프로세스 관리: 프로그램의 실행을 관리
  • 메모리 관리: 메모리 할당 및 관리
  • 파일 시스템 관리: 파일 저장 및 접근 관리
  • 보안: 시스템 보호 및 접근 제어
  • 사용자 인터페이스 제공: 명령줄 인터페이스(CLI) 또는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 제공

운영체제의 종류

  • 일괄 처리 운영체제(Batch Operating Systems)
    • 예시: IBM의 초기 메인프레임 시스템 운영체제, 예를 들어 IBM OS/360.
    • 특징
      • 사용자의 작업을 일괄적으로 모아서 순차적으로 처리한다.
      • 주로 사용자 상호 작용보다는 작업 처리의 효율성을 위해 설계되었다.
      • 자동화된 스케줄러를 사용하여 특정 시간이나 특정 조건에서 작업을 실행하는 경우가 많다.

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  • 시분할 운영체제(Time-Sharing Operating Systems)
    • 예시: Unix, Multics.
    • 특징
      • 시스템이 매우 짧은 시간 간격으로 여러 사용자의 작업을 빠르게 전환하며 처리하는 방식을 의미한다. 이러한 처리 방식 때문에 사용자는 마치 여러 작업이 동시에 이루어지는 것처럼 느낀다.
      • CPU 시간은 작은 고정 시간 조각(일반적으로 밀리초)으로 나뉘며 각 사용자는 해당 시간 동안 CPU를 할당받는다.

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  • 멀티프로세싱 운영체제(Multiprocessing Operating Systems)
    • 예시: Windows, Linux.
    • 특징
      • 여러 프로그램이 동시에 실행되는 환경을 지원한다.
      • 여러 작업 또는 작업의 일부를 동시에 처리하여 처리량과 효율성을 높일 수 있다.

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  • 분산 운영체제(Distributed Operating Systems)
    • 예시: Apache Hadoop.
    • 특징
      • 여러 독립적인 컴퓨터가 네트워크를 통해 연결되어 하나의 일관된 시스템처럼 작동한다. 이러한 시스템은 처리 능력과 신뢰성을 높이기 위해 분산된 자원을 활용한다.
      • 네트워크에 더 많은 노드를 추가하여 쉽게 확장할 수 있다.

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  • 실시간 운영체제(Real-Time Operating Systems)
    • 예시: VxWorks, FreeRTOS.
    • 특징
      • 엄격한 시간 제약 조건을 만족시키는 것이 중요한 응용 분야(예: 임베디드 시스템, 산업 제어 시스템)에서 사용된다.
      • 실시간 처리와 빠른 반응 시간이 요구된다.
    • 종류
      • Hard Real Time Operating System: 가장 엄격한 시간 제약을 가진 작업에 사용된다. 처리 시간이 매우 중요하며, 시간 제약을 지키지 못하면 심각한 결과를 초래할 수 있다. 예를 들어, 항공기 제어 시스템이나 의료 장비 같은 곳에서 사용된다.
      • Soft Real Time Operating System: 하드 실시간 시스템보다 덜 엄격한 시간 제약을 가지고 있다. 시간 제약을 일부 놓치더라도 시스템의 전체 성능에 치명적인 영향을 주지는 않는다. 비디오 스트리밍이나 오디오 처리 같은 작업에서 사용된다.
      • Firm Real Time Operating System: 하드와 소프트 실시간 시스템의 중간 형태이다. 작업이 기한 내에 완료되어야 최적의 성능을 발휘하지만, 일정 시간을 초과하더라도 시스템이 실패하는 것은 아니다. 그러나 반복적인 기한 초과는 시스템 성능에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 자동화된 공정 제어 시스템에서 볼 수 있다.

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  • 네트워크 운영체제(Network Operating Systems)
    • 예시: Novell NetWare, Windows Server.
    • 특징
      • 네트워크 환경에서 자원을 공유하고 통신을 관리한다.
      • 파일 서버, 프린터 서버 등의 네트워크 자원 관리에 적합하다.

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  • 모바일 운영체제(Mobile Operating Systems)
    • 예시: Android, iOS.
    • 특징
      • 스마트폰, 태블릿과 같은 모바일 기기에 최적화되어 있다.
      • 터치스크린 인터페이스, 에너지 효율성, 모바일 애플리케이션 지원에 중점을 둔다.

대표적인 운영체제

  • Windows: 가장 널리 사용되는 개인용 컴퓨터 운영체제
  • macOS: Apple의 Mac 컴퓨터를 위한 운영체제
  • Linux: 오픈 소스 기반의 운영체제, 서버와 클라우드 환경에서 많이 사용됨
  • Unix: 대학 및 연구 기관에서 널리 사용되었으며, 많은 현대 운영체제의 기반이 됨
  • iOS/Android: 모바일 기기를 위한 운영체제
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