[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 1 / 13 정보처리기능사 ( 필기 ) 3 과목. PC 운영체제운영체제의개요 1. 운영체제 (OS; Operating System) 의정의 운영체제의정의 - 사용자가하드웨어장치를직접조작하지않아도원하는작업을수행할수있도록도와주는프로그램 - 한정된컴퓨터시스템자원을보다효율적으로관리, 운영함으로써사용자들에게편의를제공하는시스템프로그램 - 컴퓨터의하드웨어와응용소프트웨어사이에위치하여시스템의효율을극대화시켜주는시스템프로그램 - 종류 : MS-DOS, Windows XP, OS/2, UNIX, LINUX, Windows NT 등
[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 2 / 13 2. 프로세스관리기억장치관리입출력관리파일관리 컴퓨터시스템에존재하는프로세스들중어느프로세서를할당하고실행시킬것인지를제어 작업프로그램을주기억장치에할당하거나회수하여기억장치를효율적으로관리 입출력장치를작동시켜작업순서에맞게처리한후완료되면이를운영체제에알리는기능 파일의이름과보조기억장치의저장영역을기억하여파일들을삭제, 이동, 복사, 유지및관리하는기능 3. 운영체제의성능평가기준 운영체제의성능평가기준 처리능력 (Throughput) 향상 응답시간 (Turn around Time) 의단축 신뢰도 (Reliability) 향상 사용가능도 (Availability) 증대 단위시간내에처리되는일의양시스템의생산성을나타냄. 많을수록좋음 작업이주어진시점부터처리된결과를얻을때까지소요되는시간. 짧을수록좋음 시스템이주어진문제를어느정도정확하게해결할수있는가를의미 각사용자가요구할때어느정도로신속하게시스템의자원을지원해줄수있는가를의미
[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 3 / 13 4. 운영체제의구성 운영체제의구성 감시프로그램감시프로그램 제어프로그램제어프로그램 데이터관리프로그램데이터관리프로그램 운영체제운영체제 처리프로그램처리프로그램 작업관리프로그램작업관리프로그램 언어번역프로그램언어번역프로그램 서비스프로그램서비스프로그램 연계연계편집편집프로그램프로그램 정렬병합프로그램정렬병합프로그램 문제처리프로그램문제처리프로그램 유틸리티프로그램유틸리티프로그램 4. 운영체제의구성 1) 제어프로그램 (Control Program) - 시스템전체의작동상태를감시하는프로그램 감시프로그램 (Supervisor Program) 작업관리프로그램 (Job Management Program) 데이터관리프로그램 (Data Management Program) 운영체제의핵심부분으로시스템전체의작동상태를감시. 감독기능을수행 업무의연속처리를위한스케줄링, 시스템의자원할당등을담당하는프로그램 파일이나데이터의표준적인방법의처리를담당하는프로그램
[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 4 / 13 4. 운영체제의구성 2) 처리프로그램 (Process Program) - 사용자가컴퓨터를보다편리하게사용하도록도와주는프로그램 1 언어번역프로그램 (Language Translator Program) - 원시프로그램 (Source Program) 을목적프로그램 (Object Program) 으로변환 - 종류 : Assembler, Compiler, Interpreter, Preprocessor 원시원시프로그램프로그램 컴파일러컴파일러 목적목적프로그램프로그램 링커링커 로드모듈로드모듈 로더로더 실행가능상태실행가능상태 4. 운영체제의구성 2) 처리프로그램 (Process Program) 2 서비스프로그램 (Service Program) - 사용빈도가높은기능의프로그램을컴퓨터제작사가만들어사용자편리를위해제공하는프로그램 - 종류 연계편집프로그램 (Linkage Editor) 로더 (Loader) 정렬프로그램 (Sort Program) 병합프로그램 (Merge Program) 유틸리티 (Utility Program) 라이브러리프로그램 (Library Program) 목적프로그램을결합하여실행가능한프로그램을생성 보조기억장치에있는프로그램을주기억장치로적재 데이터를순서대로재배열하는프로그램 이미정렬된두개이상의파일을하나로만드는프로그램 사용자가컴퓨터를좀더쉽게사용하도록도와주는프로그램 자주사용되는함수나루틴들을모아둔프로그램
[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 5 / 13 4. 운영체제의구성 2) 처리프로그램 (Process Program) 3 문제처리프로그램 (Problem Processing Program) - 사용자프로그램이라고도하며, 특정업무상필요에의해사용자가작성한프로그램 운영체제의발전 1. 운영체제의운영방식 운영체제의운영방식 일괄처리시스템 (Batch Processing System) 실시간처리시스템 (Real time Processing System) 다중프로그래밍 (Multi Programming) 다중처리 (Multi Processing) 데이터발생즉시처리하지않고일정량, 또는일정기간동안모아두었다가한꺼번에처리하는방식. 응답시간이길다. 처리를요구하거나데이터가발생할때마다그것을즉시처리하여요구하거나응답하는방식. 응답시간이짧다. - 하나의처리기로여러개의프로그램들을동시에처리하는방식 -CPU 가입출력시간을이용하여여러프로그램들을순환수행하는방식 - 하나또는여러개의프로그램들을여러개의프로세서로동시에처리하는병렬처리방식 - 대량의데이터처리에이용
[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 6 / 13 운영체제의발전 1. 운영체제의운영방식 운영체제의운영방식 시분할시스템 (TSS; Time Sharing System) 분산처리시스템 (Distributed Process System) -CPU 의빠른처리시간을짧게분할해서여러개의업무를각각짧은시간으로나누어연속적인처리를하도록하는시스템 - 하나의중앙컴퓨터를여러이용자가효율적으로사용가능 컴퓨터네트워크를이용하여지역적으로분산된여러대의컴퓨터에여러작업들을지리적, 기능적으로분산시킨후해당된곳으로데이터를생성, 처리할수있도록한시스템 1. 프로세스 (Process) 관리 프로세스상태 생성생성 (New) (New) 허가 (Admit) 사건발생 (Wake Up) 준비준비 (Ready) (Ready) 디스패치 (Dispatch) 타이머종료 (Timer Runout) 실행실행 (Run) (Run) 해제 (Release) 종료종료 (Exit) (Exit) 대기대기 (Wait) (Wait) 블록 (Block)
[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 7 / 13 1. 프로세스 (Process) 관리 프로세스상태 생성 (New) 상태준비 (Ready) 상태실행 (Run) 상태대기 (Wait) 상태종료 (Exit) 상태 실행가능한프로세스집합에들어가지못한상태 CPU 가할당되는즉시 CPU 를사용할수있는상태 프로세스가프로세서를차지하여실행중인상태 프로세스가어떤사건이발생하기전까지는실행할수없는상태프로세스가입출력과같은동작이끝나기를기다리는상태 실행가능한프로세스집합으로부터해제된상태 프로세스의상태변화 1 디스패치 (Dispatch) : 우선순위가가장높은프로세스가준비상태에서실행상태로전환되는것 2 타이머종료 : 프로세스가할당된시간을다사용하고다른프로세스에게넘겨주는것 3 블록 (Block) : 실행상태의프로세스가종료되기전에입. 출력이나기타다른작업을필요로하는경우 CPU 를반납하고작업의완료를기다리기위해대기상태로전환하는것 4 사건발생 (Wake Up) : 입. 출력수행이완료되었을때대기상태에있던프로세스가준비상태로전환되는것 1. 프로세스 (Process) 관리 프로세스제어블록 (PCB; Process Control Bloc) - 프로세스가실행될때마다각각의프로세스에대한정보를기억하고있는데이터블록이나레코드를의미 PCB 에저장된정보 - 프로세스의현상태 - 프로세스의고유한식별자 - 프로세스간의우선순위 - 프로세스의부모프로세스에대한포인터 - 프로세스의자식프로세스에대한포인터 - 프로세스가위치한메모리에대한포인터 - 할당된자원에대한포인터 - 프로그램카운터 -CPU 레지스터
[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 8 / 13 2. 스케줄링 (Scheduling) 1) 스케줄링의개념 - 컴퓨터시스템의모든자원의성능을높이기위해그사용순서를결정하기위한정책 - 각프로세스들이작업을수행하려면프로세스를할당받아야하는데운영체제가 프로세스를어느프로세스에할당할지결정하고, 자원을효율적으로이용할수있도록하는방법을결정 - 모든컴퓨터자원은사용되기전에스케줄링이되어야함 2. 스케줄링 (Scheduling) 1) 스케줄링기법 선점형 (Preemptive) 스케줄링 - 이미할당된 CPU 를우선순위가높은다른프로세스가강제로빼앗아사용할수있는스케줄링기법 - 우선순위가높은프로세스를빠르게처리할수있음 -Round Robin, SRT, 선점우선순위, 다단계큐, 다단계피드백큐 Round Robin SRT (Shorted Remaining Time) 다단계큐다단계피드백큐 각프로세스에게차례대로일정한시간간격동안처리기를차지하도록하는방식 남은수행시간이가장짧은작업을먼저처리하는방식 각작업들이서로다른그룹으로분류될수있을때사용하는방식 낮은우선순위큐에서너무오래기다린작업을높은우선순위큐로옮겨놓는방식
[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 9 / 13 2. 스케줄링 (Scheduling) 1) 스케줄링기법 비선점형 (Non Preemptive) 스케줄링 - 이미할당된 CPU 를다른프로세스가강제로빼앗아사용할수없는스케줄링기법 - 프로세스가 CPU 를할당받으면해당프로세스가완료될때까지 CPU 사용 -FIFO, SJF, 우선순위, HRN, 기한부스케줄링등 FIFO (First-In First-Out) SJF (Shortest Job First) HRN (Highest Responess Ratio Next) 우선순위기한부스케줄링 먼저들어온작업을먼저처리해주는방식 ( 선입선출식 ) 실행시간이가장짧다고예상되는작업을먼저처리하는방식 SJF 방식의단점을보완한방식 ( 처리시간이긴작업의대기시간이길어지는단점보완 ) 각작업마다우선순위를부여한후우선순위가높은작업을먼저수행하는방식 작업이주어진제한시간안에작업이완료되도록하는방식 3. 교착상태 (Deadlock) 1) 교착상태의개념 - 다중프로그래밍시스템에서둘이상의프로세스들이서로다른프로세스가차지하고있는자원을요구하여무한정기다리게함으로써, 해당프로세스의진행이 중단되는현상 - 각프로세스가각자의수행완료를위해필요한자원의일부분을점유하고있으면같은그룹의다른프로세스에의해점유된나머지자원들의해제를기다림으로써, 어떠한프로세스도수행을계속할수없는상태
[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 10 / 13 3. 교착상태 (Deadlock) 2) 교착상태발생의충분조건 점유와대기 조건 상호배제 (Mutual Exclusion) (Hold And Wait) 비선점 (Non Preemption) 환형대기 (= 순환대기 ) (Circular Wait) 의미 어떤자원을한프로세스가사용중일때다른프로세스가그작업이끝날때까지기다리는것 프로세스가다른자원을요구하면서자신에게할당된자원을해제하지않는것 프로세스에게할당된자원은스스로내놓기전에는강제로빼앗을수없는것 프로세스간의자원요구가순환을이루는것 3. 교착상태 (Deadlock) 3) 교착상태해결방안 예방 (Prevention) 회피 (Avoidance) 탐지 (Detection) 복귀 (Recovery) 교착상태발생가능성을미리제거 교착상태가일어나려고할때이를적절히피해가는방법 교착상태가발생할수있도록허용하고, 대신시스템을점검하여교착상태발생여부에따라적절한조치를취할수있도록하는방법 교착상태에빠진프로세스의작업을중지하고, 갖고있는자원을회수하는방법
[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 11 / 13 4. 매크로 (Macro) 프로세스 매크로프로세스 - 프로그래머가어셈블리언어로프로그램을작성할때반복되는일련의연산을효과적으로하기위해필요한기법 1 매크로프로세스의처리단계 - 매크로정의인식 매크로정의보관 매크로호출인식 매크로호출확장 2 매크로의종류 - 시스템매크로 (System Macro) : 미리만들어놓은매크로 - 유저매크로 (User Macro) : 사용자가임의로반복되는부분을별도로작성하여만드는명령 5. 기억장치관리 1) 기억장치관리 1 구성형태 실제기억장치 가상기억장치 단일프로그래밍 다중프로그래밍 ( 고정분할, 가변분할 ) 페이징기법 ( 순수페이징, 요구페이징 ) 세그먼트기법 2 기억장소분할방식 고정 ( 단일 ) 분할방식 가변 ( 동적 ) 분할방식 다중프로그래밍을위해주기억장치를미리몇개의고정된크기로분할하여여러개의사용자프로그램을동시에실행하는방식, 기억장소의낭비가심함 작업을처리하는과정에서필요한크기만큼을동적으로할당하여실행하는방식, 할당, 재배치알고리즘필요
[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 12 / 13 5. 기억장치관리 2) 기억장치관리전략 최초적합 (First Fit) 최적적합 (Best Fit) 최악적합 (Worst Fit) 해당데이터나프로그램을수용할수있는공간중가장먼저발견된기억공간에할당하는방법 기억공간중크기가가장적당한곳에할당하는방법 사용되지않은기억공간중가장큰영역에할당하는방법 5. 기억장치관리 3) 가상기억장치의관리 1 가상기억장치 - 사용자의논리적주소공간을일정한크기로나누어실행중에필요한부분만을 주기억장치에동적으로적재해수행하는기법 - 디스크와같은보조기억장치를사용하여주기억장치의물리적용량보다훨씬 더큰가상기억공간을사용할수있음 2 가상기억장치관리기법 페이징 (Paging) 기법 세그먼트 (Segment) 기법 혼합기법 주기억장치와보조기억장치사이의정보이동이페이지단위로구현되는방법 주기억장치와보조기억장치사이의정보이동이세그먼트단위로구현되는방법 세그먼트를다시일정한크기의페이지로구분하는방법
[ 정보처리기능사필기] 3 과목 - PC운영체제 13 / 13 5. 기억장치관리 4) 가상기억장치의관리 3 페이지교체기법 FIFO (First In First Out) LRU (Least Recently Used) LFU (Least Frequently Used) NUR (Not Used Recently) 최적화기법 (OPT) (OPTimal replacement) 주기억장치에가장먼저들어온페이지를선택하여교체 가장오랫동안사용되지않은페이지를교체 사용횟수가가장적은페이지를교체 최근에사용하지않은페이지를교체 최적의교체기법으로가장오랫동안사용되지않을페이지를선택하여교체