8. 프로그래밍 언어 활용 - 운영체제 기초활용(OS)

 

 

 

[목차]

 

1. 운영체제

2. 운영체제 세대별 발달 과정

3. 기출 및 기출 예상 문제 풀이

 

 

 

 

---

 

 

[운영체제]

 

: 사용자로 하여금 컴퓨터의 하드웨어를 보다 쉽게 사용할 수 있도록 인터페이스를 제공해 주는 소프트웨어

: 하드웨어 컴퓨터의 장치를 제어

: 데이터를 처리하는 중앙처리장치, 데이터를 저장하는 기억장치, 외부와의 통신을 담당하는 통신장치,

데이터 입력과 출력을 담당하는 입출력장치 등으로 구분

: 사용자 편의성을 위한 인터페이스인 동시에 다양한 자원을 관리하는 자원 관리자

 

 

1. 운영체제 개념 이해하기

ㄱ. 부팅순서

 

CPU : 중앙처리장치

ROM / RAM : 주 기억 장치

보조기억장치 : 하드(HDD)

 

* ROM은 전원이 공급되지 않아도 데이터를 유지함 (Read Only Memory)

* RAM은 전원이 공급되지 않으면 데이터가 모두 삭제됨 (Random Access Memory)

* 보조기억장치 역시 전원이 공급되지 않아도 데이터가 유지됨

 

* 장치들 중 가장 속도가 빠른 것은 CPU > 주 기억 장치 (ROM/RAM)

 

* 전원 처리 과정

: 전원 버튼 클릭 시 부팅에 필요한 운영체제의 일부를 RAM으로 불러온다.

(운영체제(OS)는 보조기억장치에 설치되어 있음)

: CPU는 보조기억장치에 있는 파일은 처리할 수 없고

주 기억 장치에 있는 데이터 및 프로그램만 처리 가능함

 

 

 

2. 장치 별 설명

2-1) 바이오스 (BIOS : Basic Input / Output System)

: 컴퓨터의 기본 입출력 장치나 메모리 등 하드웨어 작동에 필요한 명령들을 모아 놓은 프로그램

: 시스템의 전원을 켜는 순간부터 OS가 시작되기까지 부팅 과정을 이끄는 역할을 담당

 

2-2) ROM (Read Only Memory : 비 휘발성)

: 반도체 기억 장치의 하나로, 내용을 읽을 수는 있어도 바꿀 수는 없는 기억 장치

: 읽고 쓰기가 모두 가능한 RAM에 비교됨

: ROM은 컴퓨터의 전원이 끊어져도 그 내용이 변함없이 유지

 

2-3) RAM (Random Access Memory : 임의 접근 기억장치, 휘발성)

: 임의의 영역에 접근하여 읽고 쓰기가 가능한 주기억 장치

: 기억된 정보를 읽어내기도 하고 다른 정보를 기억 시킬 수도 있는 메모리로

응용 프로그램의 일시적 로딩, 데이터의 일시적 저장 등에 사용됨

 

2-4) 인터페이스 (명령어 입력 방식)

: GUI (Graphical User Interface)

: CLI (Command Line Interface)

 

* 프로그램 : 보조기억장치에 저장된 프로그램

* 프로세스 : CPU가 실행중인 프로그램

* 프로세서 : CPU (프로세스를 실행)

 

 

 

3. 기출 문제 (20년 3회 필기 기출)

1. 운영체제 역할 / 특징 / 목적 / 기능

: 사용자와 컴퓨터 간의 인터페이스를 제공하는 소프트웨어

: 자원의 효율적인 스케줄링 ( 프로세서, 기억장치, 주변장치, 파일 관리)

: 데이터 공유 및 주변장치 관리

: 처리 능력 (Throughput) 향상 - 일정 시간 내에 시스템이 처리하는 일의 양

: 신뢰도 (Reliability) 향상 - 시스템이 주어진 문제를 정확하게 해결하는 정도

: 사용 가능도 (Availablility) 향상 - 시스템을 사용할 필요가 있을 때 즉시 사용 가능한 정도

: 응답시간, 반환시간 (Turn Around Time : 왕복소요시간) 단축 - 시스템에 작업을 의뢰한 시간부터 처리가 완료될때까지 걸린 시간

: 입/출력 장치와 사용자 프로그램을 제어

: 스스로 어떤 유용한 기능도 수행하지 않고 다른 응용 프로그램이 유용한 작업을 할 수 있도록 환경 마련

: 시스템 사용 도중 발생하는 내, 외부적인 오류로부터 시스템을 보로

: 컴퓨터 자원들인 기억장치, 프로세서, 파일 및 정보, 네트워크 및 보호 등을 효율적으로 관리할 수 있는 프로그램의 집합

: 오류 검사 및 복구 기능

: 컴퓨터를 초기화시켜 작업(JOB)을 수행할 수 있는 상태로 유지시키는 역할

: 운영체제 이외의 프로그램들은 운영체제가 제공한 기능에 의존하여 컴퓨터 시스템의 자원에 접근

 

: 응용 프로그램 유지보수 (X)

: 실행 가능한 목적(Object) 프로그램 생성 (X) -> 컴파일러

: 한 가지 기종의 시스템에 전문적인 기능을 가지도록 설계 (X)

 

* 위 빨간 부분 이해 + 암기 필요 (영문도 같이 기억) *

: 처리능력(Throughput) / 신뢰도(Reliability) / 사용가능도(Availability)는 향상이 되어야 하고

응답,반환시간(Turn Around Time)은 단축이 되어야 한다!

 

 

 

4. 운영체제가 자원들을 관리하는 과정

4-1) 시스템 내 모든 자원들의 상태 파악

4-2) 어떤 프로세스에게 언제, 어떤 자원을 할당할 것인가를 결정하는 분배 정책 수립

4-3) 자원을 배당하고 운영함으로써 수립된 정책을 수행

4-4) 프로세스에 배당된 자원 회수

 

 

 

5. 운영체제 계층 구조 (= 관리 작업)

: 하드웨어 - CPU관리 - 기억장치 관리 - 프로세스 관리 - 주변장치 관리 - 파일시스템 관리 - 사용자 프로세스

 

 

 

6. 운영체제 종류

6-1) 개인용 OS (Single-User 시스템)

: MS-DOS : Windows 이전에 Microsoft사가 개발한 운영체제 (CLI)

: Windows : Microsoft사 운영체제 (GUI)

: MacOS : Apple사가 UNIX 기반으로 개발 (GUI)

 

6-2) 서버용 OS (Multi-User 시스템)

: Windows NT (Server) : Microsoft사가 공개한 서버 운영 체제

: Unix : AT&T 벨(Bell) 연구소, MIT, General Electric이 공동 개발 (CLI, GUI)

: Linux : Unix와 호환이 가능한 Kernel(운영체제 핵심부분), 리누스 토발즈가 개발 (오픈소스 ,CLI, GUI)

 

* MS-DOS는 단일 작업 처리 시스템, 나머지는 다중 작업 처리 시스템

 

 

 

7. 운영체제 기능적 분류

 

7-1) 제어 프로그램 (암기 : 감자데이터) > 이해 + 암기 필요!

: 시스템 전체의 작동 상태 감시, 작업의 순서 지정, 작업에 사용되는 데이터 관리 등의 역할을 수행하는 PG

ㄱ. 감시 프로그램 (Supervisor Program)

 

ㄴ. 작업 제어 프로그램 (Job Control Program)

: 어떤 업무를 처리하고 다른 업무로의 이행을 자동적으로 수행하기 위한 준비 및 그 처리 완료를 담당하는 기능 수행. 즉, 작업의 연속 처리를 위한 스케쥴 및 시스템 자원 할당 등을 담당

 

ㄷ. 데이터 관리 프로그램 (Data Management Program)

: 주기억장치와 보조기억장치 사이의 자료 전송, 파일의 조작 및 처리, 입출력 자료와 프로그램간의 논리적 연결 등

시스템에서 취급하는 파일과 데이터를 표준적인 방법으로 처리할 수 있도록 관리

 

 

7-2) 처리 프로그램

: 제어 프로그램의 지시를 받아 사용자가 요구한 문제를 해결하기 위한 프로그램

ㄱ. 서비스 프로그램 (Service Program) : 효율성을 위해 사용 빈도가 높은 PG

ㄴ. 문제 프로그램 (Problem Program) : 특정 업무 해결을 위해 사용자가 작성한 PG

ㄷ. 언어 번역 프로그램 (Language Translator Program) : 러셈블러, 컴파일러, 인터프리터 (선택적)

 

* 문제 유형

: 다음 중 제어 프로그램의 종류가 아닌 것은?

: 다음 설명은 어떤 프로그램에 대한 설명인가?

 

 

 

 

---

 

 

[운영체제 세대별 발달 과정]

 

1세대 : 일괄 처리 시스템 (Batch Processing System)

- 가장 먼저 생겨난 방식

- 유사한 성격의 작업을 한꺼번에 모아 처리

 

 

2세대 : 다중 프로그래밍 (Multi Programming)

- 처리량의 극대화

2세대 : 시분할 시스템 (Time Sharing System)

- 응답시간의 최소화

- 여러 명의 사용자가 사용하는 시스템에서 컴퓨터가 사용자들의 프로그램을 번갈아 가며 처리해 줌으로서

각 사용자가 각자 독립된 컴퓨터를 사용하는 느낌을 주는 시스템

 

2세대 : 다중 프로세싱 (Multi Processing)

- 한 대의 컴퓨터에 중앙처리장치(CPU)가 2개 이상 설치, 여러 프로그램들 실행

2세대 : 실시간 시스템 (Real - Time System)

- 한정된 시간 제약조건에서 자료를 분석하여 처리 (ex. 비행기 제어 시스템, 교통 제어)

 

 

3세대 : 다중 모드(Mode) 시스템

- 1, 2세대 혼합 시스템

 

 

4세대 : 분산 처리 시스템 (Distributed Processing System)

- 여러 대의 컴퓨터들에 의해 작업들을 나누어 처리

- 그 내용이나 결과를 통신망을 이용하여 상호 교환

 

 

 

---

 

 

[기출 및 기출 예상 문제 풀이]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

출처 : 유튜브 기사퍼스트 권우석

https://www.youtube.com/watch?v=cuLv_avOURs&list=PLz95GL3y9Hv1pC1yOWBV1yqHxi4jEOKez&index=33