운영체제의 운영기법

 

운영기법의 세대별 발달 과정

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운영기법의 발달 과정

1세대

일괄 처리 시스템 (batch-processing system)

2세대

다중 프로그래밍 시스템(multi-programming system)

다중 처리 시스템(multi-processing system)

실시간 처리 시스템(real-time processing system)

시분할 시스템 (time-sharing  system)

3세대

다중 모드 처리 시스템 (multi-mode processing system)

• 1~2세대의 모든것을 혼합하여 필요한 처리 시스템으로 만들어 유용하게 사용

4세대

분산 처리 시스템(distributed processing system)

• 여러개의 호스트 컴퓨터를 만들어 분산하여 부하를 주지 않겠다는 사용 기법

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일괄 처리 시스템 (batch-processing system)

▶입력되는 데이터를 일정 기간 또는 일정량을 모아 두었다가 한꺼번에 처리하는 방식

 

초기  컴퓨터는 한번 컴퓨터를 실행 시킬 때  굉장히 시간이 많이 걸리고 힘든 작업이었기 때문에

일이 모아놓았다가 한꺼번에 처리하는 방식이 썼다. 지금과 같이 통신망으로 연결할 수 없었다.

특징

• 반환시간이 늦지만 하나의 자원이 모든 자원을 사용하여 CPU 유휴시간이 줄어듬
• 컴퓨터 시스템을 효율적으로 사용할 수 있다.
• 급여, 연말결산 등의 업무에 사용되었다.
• 리얼타임 처리 방식의 반대되는 기법

 

 

다중 프로그래밍 시스템(multi-programming system)

▶ 하나의 처리 장치 (CPU, 주기억장치)로 복수의 프로그램을 동시에 처리할 수 있는 처리 시스템

프로그램이 CPU를 사용하다가 입.출력 등 CPU를 필요로 하지 않는 동안 다른 프로그램이 그 시간에 CPU를 사용하여 효율을 극대화하는 방법. 프로그램들이 CPU의 비는 시간을 번갈아 가면서 사용함.

특징

• 2개 이상의 프로그램을 기억시켜놓고 CPU가 동시에 처리해야 하므로 사용률과 처리량이 증가한다.

 

다중 처리 시스템 (multi-processing system)

▶ 하나의 시스템에서 여러 개의 CPU를 연결하여 주기억장치나 입.출력장치를 공통으로 사용하는 시스템

구조

• 복수의 CPU와 한 개의 주기억장치를 공유하여 여러 프로그램을 동시에 처리하는 방식
• 시스템에서 여러개의 CPU는 하나의 메모리를 공유함으로 단일 운영체제에 의해 관리가 된다.

특징

• 프로세서(CPU)를 여러 개 사용하여 작업을 동시에 수행하여 작업 속도를 높일 수 있음.
• 프로세서 중 일부에 문제가 발생하더라도 다른 프로세서를 이용해 처리할 수 있으므로 신뢰성이 굉장히 높음
• 다른 cpu에 문제가 생겨도 다른 프로세스를 이용하여 처리가 가능해 신뢰성과 안전성이 높다

 

 

실시간 처리 시스템 (real-time system)

▶ 데이터를 입력과 동시에 실시간으로 즉시 처리하는 응답 시스템

특징

• 데이터 처리 시간 및 비용이 단축된다.
• 항공, 좌석예약 시스템, 은행의 온라인 업무 등 실시간으로 수행되어야 하는 작업에 사용한다.
• 오류가 발생하면 심각한 문제가 발생할 수 있는 시스템
• 소프트웨어, 하드웨어(장비)에 따라 큰 영향을 받는다.

분류

• hard real-time system
• 시간내에 완료됨을 보장함.
• soft real-time system
• 정해진 시간 내에 완료됨을 보장하지는 않음
• 비디오 스트리밍을 볼 때 조금 딜레이가 있더라도 괜찮음
• 시간 내에 완료되지 않아도 별로 문제가 되지 않음
• 중요한 작업은 다른 작업보다 우선순위를 가짐

 

시분할 시스템( time-sharing system)

▶ 각 사용자에게  CPU에 대한 일정 시간을 할당하여 주어진 시간 동안 컴퓨터와 대화 형식으로 프로그램을 처리할 수 있는 시스템이다.

구조

• 라운드 로빈방식을 사용함
• 할당받은 시간에 끝나지 못한 프로세스는 가장 끝으로 다시 들어가 마지막에 다시 실행이 된다.
• 하나의 시스템을 여러 명의 사용자가 단말기를 이용하여 여러 작업을 처리할 때 사용하는 처리 방법이다.

구성

• cpu 시간을 분할하여 프로그램을 처리함.
• 대화형식으로 프로그램을 실행할 수 있다.
• 하나의 cpu는 다수의 작업을 동시에 수행할 수 없기 때문에 일정 시간을 할당(time slice)하여 주어진 시간 동안만 작업을 처리한다.

특징

• 다수의 대화식 작업을 지원하기 위해 다중 프로그래밍 방식을 확장한 시스템이다.
• 효율은 굉장히 좋지만 사용자 입장에서는 반응속도가 느려질 수 있다.
• 긴 작업에 대한 응답시간을 최소한으로 줄이는 것이 목적
• A프로그램 10초 -> B프로그램 10초 ->  C 프로그램 10초->  다시 A프로그램 10초 ....

 

 

다중 모드 처리 시스템(multi-mode processing system)

일괄처리, 시분할, 다중 처리, 실시간 처리 시스템 모두를 한 시스템에서 모두 제공하는 방식이다.

 

 

 

분산처리 시스템(distributed processing system)

한대의 컴퓨터에서 처리하던 작업을 통신망을 통해 상호 교환되도록 연결되어 작업을 처리하는 방식이다.

보통은 연구소에서 사용되는 슈퍼 컴퓨터와 일반 pc 가 있고 cpu가 뭔가 처리하는 거는 1시간이라고 봤을 때 슈퍼컴퓨터는 1분 걸린다. 그래서 연구소나 기타 등등 업무 목적으로 쓸 때에는 슈퍼컴퓨터를 쓰고 싶지만 부담이 있기 때문에 pc를 병렬적으로 선택해 처리하는 작업을 분산해 두게 된다고 하면 작업 처리량을 슈퍼컴퓨터 만큼은 아니지만 처리 시간을 줄일 수 있다.

 

특징

• 각 컴퓨터는 고유의 CPU, 메모리 및 운영체제를 가지고 있으나 서로 연결되어 있음.
• 다른 지역의 프로세스를 사용하는 사용자들도 프로그램이나 자료 등의 지원을 사용할 수 있음
• 작업을 병렬로 처리하므로 전체적인 처리율을 향상
• 시분할 시스템보다 신뢰성과 가용성이 높음.

 

 

클라우드 컴퓨팅(cloud computing)

컴퓨팅 소프트웨어, 스토리지와 같은IT 자원들을 네트워크를 통해 필요한 만큼 쓰고, 사용한 만큼 비용을 지불하는 서비스이다.

한 회사가 스토리지, 서버, 소프트웨어를 사용할 수 있게 서비스를 지원한다면 사용자들이 스마트폰이나 데스크탑, 노트북 등으로 할당 받아 이용한다.

각 디바이스가 얼만큼의 cpu, ram, hdd 가 필요하다고 요청하면 그 서비스에서 그 만큼의 자원을 할당해주고 사용자는 회사에 비용을 지불한다.