컴퓨터공학 개론 5장 운영체제 -...

5장 운영체제

컴퓨터공학 개론

학습 목표

운영체제가 무엇인지를 배운다

여러 다른 체제의 운영체제와 익숙해진다

운영체제의 주요 기능을 배운다

운영체제의 프로세스 관리 방법을 이해한다

운영체제의 자원 관리 방법을 이해한다

운영체제의 보안 기능을 이해한다

Windows, UNIX, DOS와 같은 운영체제에서의 기본적인 파일 관리 기능을 배운다

2

운영체제를 배워야 하는 이유

운영체제(OS): 컴퓨터 내의 모든 활동을 중재한다

운영체제에 대한 지식을 통해 컴퓨터와의 작업 효율을 증대시킬 수 있다

실용적인 지식을 습득할 수 있다

기본적인 폴더와 파일 기능을 설명한다

3

운영체제란 무엇인가?

OS: 소프트웨어 제어 센터

주 기억장치 (RAM) 에 상주한다

사용자, 응용, 하드웨어, CPU 사이의 인터페이스를 제공한다

프로그램 실행을 지원하며 감독한다

디바이스 드라이버를 통해 컴퓨터와 주변 장치를 연결하여 준다.

널리 사용되는 운영체제: Microsoft Windows, UNIX, Linux, Mac OS

4

5

그림 5-1 운영체제는 사용자, 응용, 하드웨어 사이의 인터페이스를 제공한다

운영체제란 무엇인가? (계속)

OS는 2 개의 주요 프로그램 영역을 갖고 있다

커널: BIOS에 의하여 부팅 시에 적재되는 운영체제의 핵심 부분

모듈: 사용자/디바이스 인터페이스를 제공하는 구성 요소

플랫폼: 특정 CPU에서 실행되는 운영체제

교차 플랫폼 응용: 여러 플랫폼에서 동일하게 실행된다

6

7

그림 5-2 여러 다른 구성 요소들이 운영체제 커널을 지원한다.

운영체제란 무엇인가? (계속)

8

표 5-1: 운영체제의 개발 역사

운영체제의 유형

기능과 사용 목적에 따른 OS의 분류 방법

단일 작업; 예, DOS 와 Windows 3.x

다중 작업; 예, Windows, Mac OS, UNIX

네트워크 운영 체제 (NOS); 예, NetWare, UNIX, Windows 2000 Server, Windows Server 2003

11

운영 체제의 유형 (계속)

고객 계층에 따른 OS의 설계

Microsoft Windows와 Mac OS는 가정용과 소규모 사업자용에 편리하도록 설계

사용하기 편리한 인터페이스와 멀티미디어 기능

UNIX는 서버 환경에서 인기를 얻고 있다

안정성, 다중 작업, 보안, 다중 프로세싱

CPU를 가진 모든 다목적 장치들은 반드시 OS를 갖고 있다

데스크탑, 서버, PDA, 휴대 전화, 가전기기

12

운영 체제의 기능

모든 운영 체제는 다음의 4 가지 기본 기능을 제공한다:

사용자 인터페이스 제공

프로세스 관리

자원 관리

보안 제공

13

사용자 인터페이스

사용자 인터페이스: 시스템 접근 방법을 제공하는 프로그램

두 가지 인터페이스 유형:

명령어 라인 인터페이스 (콘솔 운영체제)

명령어 프롬프트에 텍스트를 입력

출력은 문자와 숫자로 표시

그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)

입력 장치: 키보드, 마우스, 터치 스크린, 음성

열린 윈도우의 메뉴 선택을 통해 OS에 명령

14

15

그림 5-3 Windows의 명령 프롬프트는 DOS 환경을 모방하고 있다 (위); Windows XP의 기본 GUI 인터페이스 (아래)

사용자 인터페이스 (계속)

인터페이스 예

GUI: Microsoft Windows와 Mac OS

명령어 라인 (콘솔 윈도우)

표준 UNIX (GUI)

DOS (디스크 운영 체제): MS 사의 콘솔 OS Windows 는 DOS 운영 체제와 호환성을 제공한다

16

프로세스 관리

OS는 프로세스를 적재하고, 시작하며, 감독하고, 정지시킨다 프로세스는 실행중인 프로그램이다

프로세스는 자신을 지원하기 위해 다른 프로세스를 시작 (생성) 시킬 수 있다

Windows에서 작업 관리자는 실행중인 프로세스를 보여준다 Ctrl+Alt+Del 키 조합을 눌러 실행

단일 작업을 수행하는 DOS에서는 사용할 수 없다

17

프로세스 관리 (계속)

UNIX/Linux에서 역시 실행중인 프로세스에

대한 정보를 얻을 수 있다

콘솔 프롬프트에서 ps -aux 를 타이핑한다

CPU는 한번에 하나의 프로세스만 실행한다

폰 노이만 구조의 모든 컴퓨터는 순차적 실행만을

지원한다

한 클럭 사이클마다 한 프로그램의 한 명령만

실행된다

20


시분할: OS의 CPU 시간 관리 방법 하나의 CPU에 여러 개의 프로세스를 할당한다

여러 프로세스가 동시에 실행하는 것처럼 보이게 한다.

컴퓨터 시스템 내의 각 장치의 속도 차이에 기인한다

CPU는 초 당 수십억 개의 명령을 처리한다

메모리, 키보드, 모니터, 네트워크 장치 등은 상대적으로 수백배 – 수백만배 느리다

CPU는 기다리는 동안 다른 작업을 처리한다

21


효율을 증대하기 위해 시스템은 복잡해진다

OS는 준비된 프로세스와 기다리는 프로세스를 구분하여야 한다

OS는 I/O 장치의 비동기적 요청을 서비스 하여야 한다

인터럽트 처리 루틴은 프로세스들을 CPU에 재할당한다

22

자원 관리

OS는 자원의 관리자이다

I/O 장치들을 환경에 맞게 설정한다

플러그 앤드 플레이 (PnP)는 이러한 과정을 자동화 한다 (1995년 부터)

응용 프로그램이 직접 I/O 장치와 인터페이스 하는 부담을 덜어준다

교착상태를 인식하고 제거한다

자원 대기 사이클이 시스템을 교착상태에 빠지게 한다

OS가 시스템을 치료하거나 재부팅이 필요하다

23

메모리 관리

OS는 자원의 관리자이다

메모리의 빈 공간을 감독한다

프로그램과 데이터를 메모리에 적재한다

명령어 실행 순서를 관리한다

프로세스가 시스템에 들어오고 나감에 따라 메모리를 재할당한다

24

보안

OS는 메모리와 다른 자원을 보호한다

비의도적 위반 응용 프로그램이 다른 프로그램의 주소 공간에 쓰는 경우

OS의 방지 대책: 프로세스 간의 경계를 설정한다

의도적 위반 (보안 이슈) 프로그램이나 자원에 권한 없는 접근은 바람직하지 않다

OS의 방지 대책 시스템 관리자가 계정을 보호하기 위해 암호를 설정한다

그룹 정책을 통해 권한과 허가를 자동적으로 설정한다

25

운영체제의 사용 방법

OS 개념 뿐만 아니라 실용적인 지식 역시 중요하다

프로그램의 시작과 실행

시스템 자원의 관리

기술 학습의 초점: 다양한 운영체제에서의 기본적인 파일 관리

26

디스크 파일의 관리

기본적인 OS 파일 관리 기능 파일의 이름 바꾸기

폴더나 디렉토리의 생성과 변경

폴더의 구조 트리 구조

하나의 루트 레벨과 여러 개의 하부 폴더

파일은 트리의 최하부 레벨인 leaf로 볼 수 있으며 폴더는 트리의 노드로 간주된다

Windows Explorer: 그래픽 인터페이스를 통해 파일 관리

27

디스크 파일의 관리 (계속)

UNIX/DOS의 명령어 프롬프트: 콘솔 창을 통해 디렉토리 접근

UNIX/DOS: 명령어 라인 스위치 (변수/플래그)

DOS 명령 예: DIR C:\*.* /P

OS로 하여금 C 드라이브의 루트에 위치한 모든 파일을 리스트하게 한다

/P 스위치는 DIR 명령을 변경하여 화면을 중간에 멈추게 한다

DOS에서 더 상세한 정보는 HELP <명령> 을 입력하여 얻을 수 있다

UNIX나 Linux에서는 매뉴얼을 찾으려면 man <명령> 을 타이핑하여 입력한다

29


XP, DOS, UNIX에서 (8) 가지 파일과 폴더 동작을 보여준다

디스크 분할: 디스크 표면을 파티션이라 불리는 영역으로 나누는 과정

Windows/DOS: FDISK를 사용하여 드라이브를 분할한다

UNIX: fdisk를 사용한다

디스크 포매팅

디스크 표면에 주소를 할당한다

기본적인 디렉토리 트리 구조를 설정한다

OS 를 백업 디스크에 복사한다

32

33

표 5-2 여러 운영 체제에서의 디스크 포매팅


폴더 (서브디렉토리)의 생성

분할과 포매팅 후에 형성되는 트리 모양의 파일 구조

루트라 불리는 주요 레벨

루트 아래 하나 이상의 폴더를 생성할 수 있다

각 폴더는 루트 레벨 또는 그 하부 레벨에 위치할 수 있다

35

36

표 5-3 폴더의 생성


다른 폴더 내의 폴더들을 자식 폴더 또는 서브디렉토리라 부른다

폴더를 포함하는 폴더를 부모라 부른다

트리 구조는 무한한 깊이를 가질 수 있다 (깊이는 5–10 단계가 적절)

OS 는 사용자가 폴더나 디렉토리를 생성할 수 있게 하여준다 폴더는 특정 규칙에 따라 명명된다

UNIX 는 대소문자를 구분하는 반면, DOS와 Windows는 구분하지 않는다

38


드라이브와 폴더의 내용 리스팅

XP 는 GUI (Windows Explorer)를 통해 드라이브와 폴더의 내용을 리스트한다

DOS/UNIX 는 텍스트 기반의 명령을 통해 폴더의 내용을 리스트한다

39

40

표 5-4 드라이브와 폴더의 내용 리스팅


폴더와 파일 이름 바꾸기

모든 OS 는 이름 바꾸기 절차를 제공한다

42

43

표 5-5 폴더와 파일의 이름 바꾸기


폴더와 파일의 삭제

모든 OS 는 파일의 삭제를 허락한다

XP에서는 삭제된 파일을 복구할 수 있다 (휴지통)

와일드카드: 어떠한 문자로도 사용될 수 있는 기호

* 와 ?는 와일드카드이다

예: *.exe 는 모든 .exe 파일을 지칭한다

44

45

표 5-6 폴더와 파일의 삭제


파일과 폴더의 복사

파일들은 폴더나 루트에 복사되어 저장될 수 있다

분할, 포매팅, 파일 생성 후에 이루어진다

47

48

표 5-7 파일과 폴더의 복사


파일과 폴더의 이동

파일 복사와 유사

복사 명령과 삭제 명령의 연속이다

51

52

표 5-8 파일과 폴더의 이동

맺는 말

OS 지식은 컴퓨터학자에게 필수적이다

실용적인 지식과 함께 OS 개념이 설명되었다

기본적인 파일 관리를 넘어서 OS 도구 지식을 확장하라

좀 더 고수준의 OS 학습을 권장한다

54

요약

OS는 컴퓨터의 소프트웨어 제어 센터이다

OS는 커널과 다른 시스템 프로그램으로 구성된다

OS BIOS 칩에 포함된 프로그램에 의해 메모리에 적재된다

OS는 단일 작업 또는 다중 작업을 수행한다

시분할: 다중작업을 위한 OS 기법

55

요약 (계속)

기본적인 OS 작업: 사용자 인터페이스의 제공,

프로세스 관리, 자원 관리, 보안 기능

두 OS 인터페이스: GUI 와 콘솔 윈도우

OS는 실행중인 프로그램 (프로세스)을 감독한다

OS는 하드웨어 장치들을 드라이버를 통해

인터페이스한다

OS는 의도적/비의도적 위반으로부터 시스템을

보호한다

56

요약 (계속)

OS 파일 관리:

디스크의 분할과 포매팅

폴더 (subdirectories)의 생성

폴더와 파일의 리스팅/이름 바꾸기

폴더와 파일의 삭제/복사/이동

57

과제 학번 끝의 2자리를 8로 나눈 나머지가

0인 학생 : Windows 7

1인 학생 : Windows 8

2인 학생 : Mac OS X

3인 학생 : Linux Fedora

4인 학생 : Linux Ubuntu

5인 학생 : Solaris

6인 학생 : Android

7인 학생 : Apple iOS

인터넷 검색 후 파일(한글/워드/PDF 등)로 정리해서 제출

각 과제를 잘 수행한 학생 자료 게시하고 성적에 반영

58

컴퓨터공학 개론 5장 운영체제 -...

Documents