운영체제 발전과정

운영체제의 기술 발전 과정

일괄처리/ 다중 프로그래밍/ 시분활/ 다중 처리/ 분산 처리

운영체제의 발전 과정

1세대	일괄처리
2세대	시분활	다중 프로그래밍/ 처리	실시간
3세대	다중 모드
4세대	분산처리(p2p, 클라이언트, 클라우드

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1. 일괄처리 시스템

초기의 컴퓨터 시스템에서 사용된 형태

일정량 또는 일정 기간동안 데이터를 모아 한꺼번에 처리하는 방식

- 일괄 처리를 위해 적절한 작업 제어 언어(JCL)를 제공해야함
- 컴퓨터 시스템을 효율적으로 사용 가능
- 반환 시간(Turn Around Time)이 늦지만 하나의 작업이 모든 자원 독점이니, CPU 유휴 시간 ↓

유후 시간 : 어떠한 프로그램에 의해서도 사용되지 않는 상태!

• 일괄처리의 장점
  • 많은 사용자와 프로그램이 컴퓨터 자원 공유
  • 수동으로 개입하여 감독하기에 컴퓨터 자원의 유휴를 피할 수 있음
  • 자원의 사용도와 상관 없이 작업 처리 시간을 교대 가능
• 일괄처리의 단점
  • 준비 작업들의 유형이 동일해야 함
  • 작업에 모든 유형의 입력 X
  • 입출력 장치가 프로세서보다 속도가 느려 프로세서가 종종 유휴 상태가 됨
  • 작업 우선순위 선정이 어려움

이런 문제점을 보완하고자 버퍼링, 스풀링등이 출현된 계기!

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버퍼링

I/O 장치의 느린 속도를 보완하여, 유휴 시간이 없도록 프로세서의 작업을 돕는 역할!

CPU속도 > I/O 장치로 격차가 큰 것을 완화하기 위해서 있는 것입니다

💡버퍼 : 프로세서가 작업 처리동안 버퍼에 다음으로 처리할 작업을 미리 읽어 저장하는 메모리(하나씩)

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스풀링

속도가 빠른 디스크를 버퍼처럼 사용해 I/O장치에서 미리 읽는 것!

스플링은 별개의 오프라인 장치를 사용해 한 작업의 I/O 장치 수행과 동시에 다른 작업 가능!(여러개)

Ex) 작업 풀 데이터 구조/ 테이프 스테이징 등..

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2. 다중 프로그래밍 시스템

하나의 CPU와 RAM을 이용해 여러 개의 프로그램 동시 처리 방식

프로세서가 유휴 상태 시 실행 중인 작업이 프로세서를 전환(인터리빙)하여 사용하게 동작!

CPU의 사용률과 처리량이 증가하며 또한 작업 스케줄링에서 가장 중요한 부분!!

• 효율적인 프로세서 사용률이 증가에 따라 최적화가 용이해짐
• 다중 프로그래밍 OS는 아주 복잡하기에 메모리 형태 지정 및 보관 관리가 중요
• 우선순위를 지정하는데 결정 방법이 요구됨

인터럽트를 이용해 수행하는 프로세서 스케줄링의 다중 프로그래밍은 현대 중심 OS 주제이죠

💡인터럽트 : 사용자 프로그램과 모니터 사이의 제어권 전환이 융통성 있게 지원

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2_1.시분활 시스템

다중 프로그래밍을 논리적으로 확장한 개념

- 프로세서 스케줄링과 다중 프로그래밍을 통해 각 사용자에게 시간적으로 분활에 자원 분배!
- 시스템의 전체 효율은 좋아지나, 개인별 입장에선 반응 속도가 느릴 수 있음
- 각 사용자가 독립된 컴퓨터를 사용하는 느낌을 주는 것처럼 느끼며, 라운드 로빈 방식이기도 함

각 프로그램에 일정한 프로세서 사용시간 또는 규정 시간량을 할당해 짧은 간격으로 프로세스를 교환

자기 혼자 프로세서를 독점하는 것같은 효과로써, 여러 사용자가 단일 컴퓨터 시스템을 동시에 사용

다중 프로그래밍 시스템 Vs 시분할 시스템의 차이

둘 다 스케줄링이라는 개념이 요구되지만, 다중 프로그래밍 시스템과 시분활 시스템의 차이는
프로세서 사용의 최대화가 목표 Vs 응답 시간을 최소화하는 것이 목표 로써,

시분활 시스템 : 빠른 응답 및 유휴시간 감소에 초점을 두어 신뢰성과 보안(통신, 무결성)이 취약함

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2_2. 다중 처리 시스템

여러 개의 CPU와 하나의 RAM을 이용해 여러 작업을 처리하는 방식

- 여러 프로세서와 자원을 공유함
- 프로세서가 하나가 고장나도 다른 프로세서가 있기에 작업 진행에 문제 X - 신뢰성 ↑
- 단일 운영체제로 관리됨

프로그램 처리 속도는 빠르나, 기억장치 등의 자원 공유에 대한 문제점을 해결해야 함

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2_3. 실시간 처리 시스템

데이터 발생 즉시, 또는 데이터 처리 요구가 있는 즉시 처리하여 결과 산출하는 방식

제한시간을 갖는 시스템으로써 데이터 처리 시스템이라고 볼 수 있다.

- 항상 온라인 상태로 처리해야함
- 반응시간은 프로세서에 고정되어 명시됨
- 미사일 방어, 예금 업무 등 즉시 처리해야할 중요한 시스템에 적용

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3.다중 모드 처리 시스템

앞썬 2세대의 시스템을 모두 제공함

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4. 분산 처리 시스템

시스템마다 독립적인 OS와 메모리로 운영하며, 필요할 때 통신하는 시스템

- 여러 개의 컴퓨터를 통신 회선으로 연결하여 하나의 작업을 수행
- 최근엔 자원 공유, 신뢰성 및 통신 등의 문제로 물리적 프로세서에 연산을 분산함

분산 시스템 구성 방법

강결합 : 프로세서가 기억장치와 클록(Clock)을 공유하며, 공유된 기억장치를 통해 통신

약결합 : 둘 이상의 독립된 컴퓨터 시스템을 통신선으로 연결

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확장 버전의 시스템

p2p/ 클라이언트/ 클라우드 시스템이지만 p2p를 제외한 나머진.. 안해도 되겠죠? 

P2P(동등 계층간 통신망)

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운영체제의 발전 과정

1세대	일괄처리
2세대	시분활	다중 프로그래밍/ 처리	실시간
3세대	다중 모드
4세대	분산처리(p2p, 클라이언트, 클라우드

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참고 자료

2 운영체제 소개. - ppt download

Operating Systems Overview - ppt download

운영 체제 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

참고 이미지

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출처

Operating System free icons designed by Eucalyp

 

2 운영체제 소개. - ppt download

 

Operating Systems Overview - ppt download