운영 체제 하위 시스템에는 무엇이 포함되어 있나요?  운영 체제란 무엇입니까? 운영 체제의 목적

2장 Windows 운영 체제 Workplace 바로 가기 및 폴더 Windows 파일 파일 작업 컴퓨터는 Windows 운영 체제를 실행합니다. 일반적으로 Windows의 다양한 버전(95, 98, 2000, Me, XP...)은 서로 다릅니다. 하지만 그들의 가장 큰 장점은

사전 설치된 운영 체제 PC 플랫폼에 구축된 랩톱에는 일반적으로 DOS, Linux 또는 Microsoft Windows의 세 가지 운영 체제 중 하나가 사전 설치되어 있습니다. 세 가지 옵션 모두(물론 라이센스가 부여된 컴퓨터와 운영 체제에 대해서만 이야기하고 있습니다!)

운영 체제 "운영 체제"란 무엇입니까? 제목이 놀랍습니다. 컴퓨터를 배우기 전부터 건강을 챙기는 시간이 되셨나요? 이런 식으로 진정하세요. 그러면 우리의 철인 친구와 모든 것이 정상이 될 것입니다.

운영 체제 및 해당 유형. OS 환경에서 작업하기 위한 일반적인 특성 및 기술

운영 체제(OS)는 컴퓨터 하드웨어를 제어하는 ​​소프트웨어의 필수적인 부분입니다. OS는 컴퓨터의 동작을 조정하는 프로그램입니다. 프로그램은 해당 제어에 따라 실행됩니다.

운영 체제의 주요 기능:

1. 컴퓨터와 다양한 주변 장치(단말기, 프린터, 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 간의 데이터 교환. 이러한 데이터 교환을 "데이터 입력/출력"이라고 합니다.

2. 파일을 정리하고 보관할 수 있는 시스템을 제공합니다.

4. 사용자와의 대화를 구성합니다.

OS는 상호 연결된 시스템 프로그램의 복합체로, 그 목적은 사용자와 컴퓨터의 상호 작용 및 다른 모든 프로그램의 실행을 구성하는 것입니다.

운영 체제의 구성.

OS 구조는 다음 모듈로 구성됩니다.

기본 모듈(OS 커널) - 프로그램과 파일 시스템의 작동을 제어하고 이에 대한 액세스를 제공하며 주변 장치 간 파일 교환을 제공합니다.

명령 프로세서 - 주로 키보드를 통해 수신된 사용자 명령을 해독하고 실행합니다.

주변 장치 드라이버 - 소프트웨어는 이러한 장치와 프로세서의 작동 간의 일관성을 보장합니다(각 주변 장치는 서로 다른 속도로 정보를 처리합니다).

추가 서비스 프로그램(유틸리티) - 사용자와 컴퓨터 간의 통신 프로세스를 편리하고 다양하게 만듭니다.

OS 로딩의 첫 번째 단계. 컴퓨터의 시스템 장치에는 컴퓨터 장치 테스트용 프로그램과 OS 로딩의 첫 번째 단계가 포함된 읽기 전용 메모리 장치(ROM, 영구 메모리, ROM 읽기 전용 메모리 - 읽기 전용 액세스가 가능한 메모리)가 포함되어 있습니다. 컴퓨터가 켜지면 첫 번째 전류 펄스로 실행이 시작됩니다. 이 단계에서 프로세서는 디스크에 액세스하여 특정 위치(디스크 시작 부분)에 아주 작은 프로그램인 부트 로더가 있는지 확인합니다. 이 프로그램이 감지되면 RAM으로 읽혀지고 제어권이 RAM으로 전달됩니다.

OS 로딩의 두 번째 단계. 그러면 부트로더 프로그램은 디스크에서 기본 OS 모듈을 검색하고 메모리를 다시 쓴 다음 제어권을 해당 모듈로 전송합니다.

OS 로딩의 세 번째 단계입니다. 기본 모듈에는 다른 OS 모듈을 검색하여 RAM으로 읽어들이는 기본 부트로더가 포함되어 있습니다. OS 로딩이 완료되면 제어가 명령 프로세서로 이전되고 사용자 명령을 입력하라는 시스템 프롬프트가 화면에 나타납니다.

기본 OS 모듈과 명령 프로세서는 컴퓨터가 실행되는 동안 RAM에 있어야 합니다. 따라서 모든 OS 파일을 동시에 RAM에 로드할 필요가 없습니다. 필요에 따라 장치 드라이버와 유틸리티를 RAM에 로드할 수 있으므로 시스템 소프트웨어에 할당되는 RAM의 필수 용량이 줄어듭니다.

OS의 첫 번째 작업은 사용자와 컴퓨터 전체 및 개별 장치 간의 통신, 통신을 구성하는 것입니다. 이러한 통신은 사람이 어떤 형태로든 운영 체제와 통신하는 명령을 사용하여 수행됩니다. 초기 버전의 운영 체제에서는 이러한 명령이 키보드를 통해 특수 라인에 입력되었습니다. 그 후, 텍스트 명령 언어뿐만 아니라 메뉴 (그림 포함) 또는 그래픽 개체를 사용한 조작을 사용하여 OS와 통신할 수 있는 OS 셸인 프로그램이 생성되었습니다.

OS의 두 번째 작업은 문제 해결을 위해 사용자가 할당한 프로그램을 실행하는 동안 모든 컴퓨터 블록의 상호 작용을 구성하는 것입니다. 특히 OS는 프로그램 작동에 필요한 데이터의 RAM 및 디스크 배치를 구성 및 모니터링하고 프로그램 요청 등에 따라 컴퓨터 장치의 적시 연결을 보장합니다.

OS의 세 번째 임무는 사용자를 위해 수행해야 할 소위 시스템 작업을 제공하는 것입니다. 여기에는 디스크 확인, "처리" 및 포맷, 파일 삭제 및 복원, 파일 시스템 구성 등이 포함됩니다. 일반적으로 이러한 작업은 OS에 포함된 유틸리티라는 특수 프로그램을 사용하여 수행됩니다.

운영 체제는 한편으로는 컴퓨터 하드웨어와 실행 중인 프로그램, 그리고 다른 한편으로는 사용자 사이를 연결하는 역할을 합니다.

OS는 일반적으로 컴퓨터의 외부 메모리(디스크)에 저장됩니다. 컴퓨터를 켜면 디스크 메모리에서 읽어와 RAM에 저장됩니다.

이 프로세스를 OS 로딩이라고 합니다.

OS 기능은 다음과 같습니다.

사용자와 대화를 진행합니다.

I/O 및 데이터 관리;

프로그램 처리 프로세스를 계획하고 구성합니다.

리소스 배포(RAM, 프로세서, 외부 장치)

실행을 위한 프로그램 시작

모든 종류의 보조 유지 보수 작업;

다양한 내부 장치 간의 정보 전송

주변 장치(디스플레이, 키보드, 프린터 등)에 대한 소프트웨어 지원.

OS는 컴퓨터 제어 장치의 소프트웨어 확장이라고 할 수 있습니다.

동시에 처리되는 작업 수와 OS에서 서비스를 제공할 수 있는 사용자 수에 따라 운영 체제에는 네 가지 주요 클래스가 있습니다.

1. 단일 키보드를 지원하고 (현재) 단 하나의 작업으로만 작업할 수 있는 단일 사용자 단일 작업

2. 단일 사용자, 단일 작업(배경 인쇄 포함). 기본 작업 외에도 일반적으로 인쇄 정보에 초점을 맞춘 하나의 추가 작업을 시작할 수 있습니다.

3. 단일 사용자 멀티태스킹: 한 사용자에게 여러 작업을 병렬로 처리할 수 있는 기능을 제공합니다.

4. 다중 사용자 멀티태스킹: 여러 사용자가 하나의 컴퓨터에서 여러 작업을 실행할 수 있습니다.

전문가용 개인용 컴퓨터용 OS에는 다음과 같은 주요 구성 요소가 포함되어야 합니다.

I/O 제어 프로그램;

파일 시스템을 관리하고 컴퓨터의 작업을 예약하는 프로그램입니다.

OS에 지정된 명령을 받아들이고, 구문 분석하고, 실행하는 명령 언어 프로세서입니다.

각 OS에는 사용자가 특정 작업을 수행할 수 있는 자체 명령 언어가 있습니다.

카탈로그에 접속하세요.

외부 미디어를 표시합니다.

프로그램 실행

그리고 다른 행동.

파일에서 RAM으로 기성 프로그램을 로드하고 실행하는 것을 포함한 사용자 명령의 분석 및 실행은 OS 명령 프로세서에 의해 수행됩니다.

시스템 프로그램의 중요한 클래스는 장치 드라이버입니다.

외부 컴퓨터 장치를 제어하려면 드라이버라는 특수 시스템 프로그램이 사용됩니다. 표준 장치 드라이버는 일반적으로 컴퓨터의 영구 저장소에 저장되는 기본 입/출력 시스템(BIOS)을 집합적으로 형성합니다.

시스템 프로그램에는 바이러스 백신 도구, 파일 보관 프로그램 등이 포함되는 경우가 많습니다.

두 번째 클래스의 프로그램은 응용 프로그램입니다. 이 클래스에 속하는 프로그램에 대한 단일 관점은 없습니다. 일반적으로 응용 프로그램은 사용자가 프로그래밍 없이 특정 종류의 문제를 해결할 수 있도록 하는 모든 프로그램입니다.

운영 체제는 자신의 책임을 훌륭하게 처리합니다. 실제로 OS를 사용하는 주요 장점 중 하나는 기능적 복잡성에도 불구하고 이해하기 쉽다는 것입니다.

현재 컴퓨터의 약 90%가 Windows OS를 사용하고 있습니다. 더 넓은 종류의 OS가 서버에서 사용되도록 목표로 삼고 있습니다. 이 OS 클래스에는 UNIX 제품군, Microsoft 개발(MS DOS 및 Windows), Novell 네트워크 제품 및 IBM Corporation이 포함됩니다.

UNIX는 다양한 사용자의 프로그램과 파일을 보호하는 매우 강력한 수단을 포함하는 다중 사용자, 다중 작업 OS입니다. UNIX OS는 시스템 독립적이므로 높은 OS 이동성과 다양한 아키텍처의 컴퓨터에 대한 응용 프로그램의 쉬운 이식성을 보장합니다. UNIX 운영 체제 제품군의 중요한 특징은 사용자 프로그래머에게 유리한 운영 환경을 생성할 수 있는 모듈성과 광범위한 유틸리티 프로그램 세트입니다(즉, 시스템은 전문가, 즉 응용 프로그램 프로그래머에게 특히 효과적입니다).

버전에 관계없이 UNIX의 일반적인 기능은 무단 액세스로부터 데이터를 보호하는 수단을 갖춘 다중 사용자 모드입니다. 시간 공유 모드에서 멀티태스킹 처리 구현; 주요 부분을 C언어로 작성하여 시스템의 이식성을 높였습니다.

UNIX의 단점은 리소스 소비가 높다는 점이며, 개인용 컴퓨터를 기반으로 하는 소규모 단일 사용자 시스템의 경우 중복되는 경우가 많습니다.

일반적으로 UNIX 제품군의 OS는 주로 수천 명의 사용자 작업을 통합하는 대규모 로컬(기업) 및 글로벌 네트워크를 목표로 합니다. UNIX 및 해당 버전의 LINUX는 OS의 기계 독립성이 가장 중요한 인터넷에서 널리 보급되었습니다.

MS DOS OS는 Intel 8088-80486 프로세서를 기반으로 하는 개인용 컴퓨터에 널리 사용되었습니다.

현재 MS DOS는 개인용 컴퓨터를 제어하는 ​​데 거의 사용되지 않습니다. 그러나 그 능력을 완전히 소진하고 관련성을 상실했다고 간주해서는 안됩니다. 하드웨어 리소스에 대한 요구 사항이 낮기 때문에 DOS는 실제 사용이 유망합니다. 따라서 1997년에 CaShega 회사는 인터넷 및 인트라넷 네트워크에 연결된 소형 고정밀 장치용 임베디드 OS 시장에 DR DOS(MS DOS와 유사)를 적용하는 작업을 시작했습니다. 이러한 장치에는 금전 등록기, 팩스, 개인용 정보 단말기, 전자 노트북 등이 포함됩니다.

운영 체제 OS/2(Operating system/2)는 단일 사용자 멀티태스킹 OS, 단방향(MS DOS → OS/2) 소프트웨어로 MS DOS와 호환되며 MP 80386 이상(IBM PC 및 PS)에서 작동하도록 설계되었습니다. /2). OS/2는 최대 16개의 프로그램(각 프로그램은 자체 메모리 세그먼트에 있음)을 동시에 실행할 수 있지만 그 중 MS DOS용으로 준비된 프로그램은 하나만 있습니다.

OS/2의 중요한 기능은 다중 창 사용자 인터페이스가 있다는 것입니다. 데이터베이스 시스템 작업을 위한 소프트웨어 인터페이스; 근거리 통신망에서 작업하기 위한 효과적인 소프트웨어 인터페이스. OS/2의 단점은 우선 현재까지 개발된 소프트웨어 응용 프로그램의 양이 상대적으로 적다는 것입니다.

운영 체제(OS)는 사용자와 컴퓨터 하드웨어 간의 상호 작용을 제공하는 소프트웨어 패키지입니다. 예를 들어 Windows, Linux, Mac OSX 등이 있습니다. 좀 더 간단하게 말하면, 시스템은 컴퓨터에서 프로그램을 실행하고, 모니터에 그래픽을 표시하고, 마우스와 키보드의 신호를 인식 및 해석하고, 문서를 인쇄하고, 인터넷에 접속하고, 곧. 그러나 이것은 단지 이질적인 유틸리티 세트가 아니라 그 이상이지만 먼저 중요한 것이 있습니다.

메모: 이 글은 초보자와 일반 사용자를 대상으로 작성되었습니다.

메모: 가장 널리 사용되는 운영 체제는 Windows, 다양한 Linux 빌드 및 Mac OSX입니다.

운영체제의 목적과 종류

기본적으로 운영 체제에는 다음과 같은 목적이 있습니다.

1. 주변 장치로부터 정보 전송 및 수신을 포함한 컴퓨터 하드웨어 장치 제어. 즉, 모든 장비의 기능, 모니터 구현 등을 조정합니다.

2. 프로그램에서 하드웨어 장치로 명령을 전송하기 위한 인터페이스 또는 기능을 제공합니다. 예를 들어 장난감이 비디오 카드를 사용할 수 있도록

3. 사용자와 컴퓨터 사이의 계층입니다.

4. 필수 요구 사항은 아니지만 오늘날 거의 모든 운영 체제에 존재합니다. 사용자에게 추가 기능을 제공합니다. 예를 들어 액세스 제어 구성(보안)

운영 체제는 일반적으로 4가지 유형으로 구분됩니다.

1. 단일 사용자, 단일 작업. 이름에서 알 수 있듯이 이 시스템은 한 명의 사용자와 한 가지 작업을 위해 설계되었습니다.

2. 추가 백그라운드 작업이 포함된 단일 사용자 단일 작업. 백그라운드에서 다른 추가 작업을 실행할 수 있습니다. 일반적으로 백그라운드 작업은 인쇄 중입니다.

3. 단일 사용자 멀티태스킹. 한 명의 사용자만 지원하지만 동시에 여러 작업을 실행할 수 있습니다.

4. 다중 사용자 멀티태스킹. 여기에서는 모든 것이 간단합니다. 많은 작업을 실행하는 사용자가 많습니다.

원칙적으로 다중 사용자 단일 작업 시스템은 있을 수 없습니다. 컴퓨터의 각 사용자는 운영 체제에서 별도의 작업을 나타내기 때문입니다.

또한 운영 체제는 32비트와 64비트입니다.

운영 체제는 무엇으로 구성되어 있나요?

이미 언급했듯이 운영 체제는 컴퓨터의 장치를 사용할 수 있게 해주는 소프트웨어 패키지입니다. 따라서 여러 가지 수준으로 나뉩니다.

즉, 운영 체제는 일반적으로 다음으로 구성됩니다.

2. 드라이버

3. 서비스 또는 도구 패키지

4. 쉘

5. 명령 모듈

메모: 마이크로컨트롤러용 운영 체제에는 위의 모든 항목이 포함되어 있지 않을 수도 있습니다(단순히 필요하지 않음).

이제 순서대로 살펴보겠습니다.

커널은 운영체제에서 가장 중요한 부분이다. 여기에는 다른 모든 구성 요소를 조정하고 관리하는 데 필요한 모든 메커니즘이 포함되어 있습니다.

드라이버는 운영 체제 커널이 하드웨어 장치와 올바르게 상호 작용할 수 있도록 하는 소프트웨어 코드(프로그램이나 라이브러리일 필요는 없음)입니다. 최소한의 기능 세트를 제공하는 표준 드라이버와 장치를 최대로 사용할 수 있는 제조업체의 드라이버가 있다는 것을 아는 것이 좋습니다.

서비스 또는 도구 패키지는 운영 체제가 추가 기능을 제공할 수 있도록 하는 별도의 프로그램입니다.

쉘은 사용자가 보는 인터페이스입니다. 사용자가 프로그램을 시작하고 다른 작업을 수행할 수 있는 것은 그 덕분입니다.

명령 모듈은 운영 체제에서 실행되는 사용자 프로그램입니다.

운영 체제 내부에서는 어떤 일이 발생합니까?

운영 체제 내의 모든 상호 작용은 사용자 프로그램과 컴퓨터 장치의 요청 사이의 계층을 나타내는 소위 시스템 호출을 기반으로 합니다. 어떻게 이런 일이 발생합니까? 사용자가 프로그램을 시작하면 운영 체제 서비스에 시스템 호출이 전송됩니다. 예를 들어 "읽기 위해 파일을 엽니다." 서비스는 시스템 커널에 액세스한 다음 드라이버를 통해 컴퓨터 장치에 액세스합니다. 이 예의 경우 하드 드라이브 드라이버에 대한 명령이 이후에 장치에 전송됩니다.

컴퓨터 하드웨어 장치는 비슷한 원리를 가지고 있지만 모두 특정 작업을 나타내는 특수 신호인 인터럽트를 기반으로 구축되었습니다. 예를 들어 작업 완료, 데이터 전송 전 준비 등이 있습니다.

이 접근 방식을 사용하면 오류가 발생할 때 운영 체제가 복원력을 제공할 수 있습니다. 그러나 커널 수준에서 오류가 발생하면 일반적으로 시스템이 충돌합니다. 예를 들어 Windows에서는 죽음의 블루 스크린이 나타납니다.

운영 체제 부팅 방법

운영 체제는 여러 단계로 로드됩니다.

1. 먼저, 컴퓨터의 임베디드 시스템(

기능

주요 기능:

• 프로그램 요청 실행(데이터 입력 및 출력, 다른 프로그램 시작 및 중지, 추가 메모리 할당 및 해제 등)
RAM과 그 실행에.
• 주변 장치(입/출력 장치)에 대한 표준화된 액세스입니다.
• RAM 관리(프로세스 간 배포, 가상 메모리 구성)
• 특정 파일 시스템으로 구성된 비휘발성 미디어(예: 하드 드라이브, 광 디스크 등)의 데이터에 대한 액세스를 제어합니다.
• 사용자 인터페이스 제공.
• 시스템 오류에 대한 정보를 저장합니다.

추가 기능:

• 작업의 병렬 또는 유사 병렬 실행(멀티태스킹).
• 프로세스 간에 컴퓨팅 시스템 리소스를 효율적으로 배포합니다.
• 리소스에 대한 다양한 프로세스의 액세스 차별화.
• 신뢰할 수 있는 컴퓨팅(한 컴퓨팅 프로세스가 의도적으로 또는 실수로 다른 프로세스의 계산에 영향을 미칠 수 없음)의 구성은 리소스에 대한 액세스의 한계를 기반으로 합니다.
• 프로세스 간 상호 작용: 데이터 교환, 상호 동기화.
• 사용자(악의적이거나 알지 못하는) 또는 애플리케이션의 작업으로부터 시스템 자체는 물론 사용자 데이터 및 프로그램을 보호합니다.
• 다중 사용자 작동 모드 및 액세스 권한 차별화(참조: 인증, 승인)

운영 체제 구성요소:

• 명령 프로세서(인터프리터)
• 장치 드라이버
• 상호 작용

개념

운영 체제에는 "하드웨어를 제어하는 ​​프로그램 집합"과 "다른 프로그램을 제어하는 ​​프로그램 집합"이라는 두 가지 정의 그룹이 있습니다. 둘 다 운영 체제가 필요한 경우에 대한 질문과 관련된 정확한 기술적 의미를 가지고 있습니다.

운영 체제가 불필요한 컴퓨팅 애플리케이션이 있습니다. 예를 들어, 많은 가전제품, 자동차(때로는 각각 10개), 간단한 휴대폰에 내장된 마이크로컴퓨터는 전원을 켜면 시작되는 하나의 프로그램만 지속적으로 실행합니다. 많은 간단한 게임 콘솔(특수 마이크로컴퓨터도 포함)은 운영 체제 없이도 작동할 수 있으며 전원을 켰을 때 장치에 삽입된 "카트리지" 또는 CD에 기록된 프로그램을 시작할 수 있습니다.

다음과 같은 경우 운영 체제가 필요합니다.

• 컴퓨팅 시스템은 다양한 작업에 사용되며, 이러한 문제를 해결하는 프로그램은 데이터를 저장하고 교환해야 합니다. 이는 범용 데이터 저장 메커니즘이 필요함을 의미합니다. 대부분의 경우 운영 체제는 파일 시스템 구현으로 응답합니다. 최신 시스템은 상대적으로 느린 디스크 작업을 우회하여 한 프로그램의 출력을 다른 프로그램의 입력에 직접 "링크"하는 기능도 제공합니다.
• 다른 프로그램에서는 동일한 루틴을 수행해야 합니다. 예를 들어, 단순히 키보드에서 문자를 입력하고 이를 화면에 표시하려면 수백 개의 기계 명령을 실행해야 할 수 있지만 디스크 작업에는 수천 개가 필요할 수 있습니다. 매번 다시 프로그래밍할 필요가 없도록 운영 체제는 자주 사용되는 루틴(함수)의 시스템 라이브러리를 제공합니다.
• 사용자가 무단 액세스로부터 자신의 데이터를 보호할 수 있도록 프로그램과 시스템 사용자 사이에 권한을 분배해야 하며, 프로그램에 발생할 수 있는 오류가 전체 문제를 일으키지는 않습니다.
• 필요한 것은 "시간 공유"라는 기술을 사용하여 수행되는 하나의 컴퓨터(프로세서가 하나만 포함된 컴퓨터라도)에서 여러 프로그램의 "동시" 실행을 시뮬레이션하는 능력입니다. 이 경우 스케줄러라고 하는 특수 구성 요소가 프로세서 시간을 짧은 세그먼트로 나누고 이를 다양한 실행 프로그램(프로세스)에 하나씩 제공합니다.
• 운영자는 개별 프로그램의 실행을 어떻게든 제어할 수 있어야 합니다. 이를 위해 운영 체제(셸 및 유틸리티 세트)가 운영 체제의 일부가 될 수 있습니다.

따라서 현대의 범용 운영체제는 우선 다음과 같은 특징을 가질 수 있습니다.

• 파일 시스템 사용(범용 데이터 액세스 메커니즘 포함)
• 다중 사용자(권한 분리),
• 멀티태스킹(시간 공유).

멀티태스킹 및 권한 분배에는 운영 체제 자체의 구성 요소에 대한 특정 권한 계층이 필요합니다. 운영 체제는 세 가지 구성 요소 그룹으로 구성됩니다.

• 스케줄러를 포함하는 커널; 하드웨어를 직접 제어하는 ​​장치 드라이버; 네트워크 하위 시스템, 파일 시스템;

시스템(운영 체제의 일부)과 응용 프로그램을 포함한 대부분의 프로그램은 프로세서의 비권한("사용자") 모드에서 실행되며 하드웨어(필요한 경우 다른 커널 리소스도 포함)에 대한 액세스 권한을 얻습니다. 다른 프로그램의 리소스로) 시스템 호출을 통해서만 가능합니다. 커널은 특권 모드에서 실행됩니다. 즉, 시스템(보다 정확하게는 커널)이 하드웨어를 제어한다는 의미입니다.

운영 체제의 구성을 결정할 때 운영 무결성(폐쇄성) 기준이 중요합니다. 즉, 시스템은 구성 요소의 전체 사용(수정 포함)을 허용해야 합니다. 따라서 전체 운영 체제에는 도구 세트(텍스트 편집기에서 컴파일러, 디버거 및 링커까지)도 포함됩니다.

핵심

커널은 운영 체제의 핵심 부분으로, 프로세스 실행을 관리하고 시스템 리소스를 컴퓨팅하며 이러한 리소스에 대한 조정된 액세스를 통해 프로세스를 제공합니다. 주요 리소스는 CPU 시간, 메모리, 입출력 장치입니다. 파일 시스템 액세스 및 네트워크 통신도 커널 수준에서 구현할 수 있습니다.

운영 체제의 기본 요소인 커널은 응용 프로그램을 실행하는 데 필요한 컴퓨팅 시스템 리소스에 액세스하기 위한 가장 낮은 수준의 추상화를 나타냅니다. 일반적으로 커널은 프로세스 간 통신 메커니즘과 OS 시스템 호출에 대한 애플리케이션 호출을 통해 해당 애플리케이션의 실행 프로세스에 대한 액세스를 제공합니다.

설명된 작업은 커널 아키텍처 유형과 구현 방법에 따라 달라질 수 있습니다.

배치 모드

고가의 컴퓨팅 리소스를 최적으로 사용하기 위한 필요성으로 인해 프로그램 실행을 위한 "배치 모드"라는 개념이 등장했습니다. 배치 모드에서는 실행을 위한 프로그램 대기열이 있다고 가정하며, 시스템은 이전 프로그램이 실행을 완료할 때까지 기다리지 않고 프로그램이 외부 저장 매체에서 RAM으로 로드되도록 보장할 수 있으므로 프로세서 가동 중지 시간이 방지됩니다.

시간 공유 및 멀티태스킹

이미 개발된 버전의 배치 모드에서는 여러 프로그램 실행 사이에 프로세서 시간을 나누어야 합니다.

입력/출력 장치(1960년대)로서 텔레타이프(나중에 음극선 디스플레이가 있는 단말기)가 확산되면서 시간 공유(멀티태스킹, 멀티프로그래밍)에 대한 필요성이 더욱 커졌습니다. 운영자가 데이터를 키보드로 입력하는 속도(심지어 화면에서 읽는 속도)는 컴퓨터가 이 데이터를 처리하는 속도보다 훨씬 느리기 때문에 "독점" 모드(운영자 1명 포함)에서 컴퓨터를 사용하면 가동 중지 시간이 발생할 수 있습니다. 값비싼 컴퓨팅 자원의

시간 공유를 통해 하나의 (일반적으로) 중앙 프로세서와 RAM 블록이 수많은 터미널에 연결되는 "다중 사용자" 시스템을 만들 수 있었습니다. 동시에 일부 작업(예: 운영자의 데이터 입력 또는 편집)은 대화 상자 모드에서 수행할 수 있고 다른 작업(예: 대규모 계산)은 일괄 처리 모드에서 수행할 수 있습니다.

권력 분립

다중 사용자 시스템의 확산으로 인해 권한 분리 문제의 해결이 필요해졌습니다. 이를 통해 컴퓨터 메모리에 있는 한 프로그램의 실행 프로그램이나 데이터를 다른 프로그램이 (의도적으로 또는 실수로) 변경할 가능성을 피할 수 있습니다. 응용 프로그램으로 시스템 자체를 변경하는 것도 가능합니다.

운영 체제의 권한 분리 구현은 "실제"(컴퓨터의 전체 주소 공간을 실행 프로그램에 사용할 수 있음) 및 "보호"(컴퓨터의 전체 주소 공간을 사용할 수 있음)의 두 가지 프로세서 작동 모드를 갖춘 아키텍처를 제안한 프로세서 개발자의 지원을 받았습니다. 주소 공간의 가용성은 프로그램 실행을 시작할 때 할당된 범위로 제한됩니다.

실시간

생산 프로세스를 제어하기 위해 범용 컴퓨터를 사용하려면 "실시간"( "실시간") 구현이 필요했습니다. 즉, 프로그램 실행과 외부 물리적 프로세스의 동기화가 필요했습니다.

실시간 기능이 포함되면서 생산 프로세스를 지원하고 다른 문제를 동시에 해결하는 솔루션을 만드는 것이 가능해졌습니다(배치 모드 및/또는 시분할 모드에서).

파일 시스템 및 구조

순차 액세스 미디어(펀치 테이프, 펀치 카드 및 자기 테이프)를 랜덤 액세스 드라이브(자기 디스크)로 점진적으로 교체합니다.

파일 시스템은 외부 저장 장치에 데이터를 저장하는 방법입니다.

기존 운영 체제

UNIX, 운영 체제 표준화 및 POSIX

구현 경쟁력 덕분에 UNIX 아키텍처는 먼저 사실상의 산업 표준이 되었고, 이후 법적 표준인 ISO/IEC 9945(POSIX)의 지위를 획득했습니다.

단일 UNIX 사양을 준수하는 시스템만 UNIX 이름을 가질 수 있습니다. 이러한 시스템에는 AIX, HP-UX, IRIX, Mac OS X, SCO OpenServer, Solaris, Tru64 및 z/OS가 포함됩니다.

POSIX 표준을 따르거나 이에 의존하는 운영 체제를 "POSIX 호환"이라고 합니다(보다 일반적인 사용법은 "UNIX 계열" 또는 "UNIX 제품군"이지만 이는 The가 소유한 "UNIX" 상표의 상태와 충돌합니다. 개방형 그룹이며 표준을 엄격하게 따르는 운영 체제에만 지정하도록 예약되어 있습니다. 표준 준수 인증에는 수수료가 필요합니다. 즉, 일부 시스템은 이 프로세스를 거치지 않았지만 그 자체로는 POSIX 호환으로 간주됩니다.

UNIX와 유사한 운영 체제에는 Bell Labs에서 출시한 최신 버전의 UNIX(System V), 버클리 대학의 개발(FreeBSD, OpenBSD, NetBSD), Solaris(OpenSolaris, BeleniX, Nexenta) 기반의 운영 체제가 포함됩니다. , 유틸리티 및 라이브러리 측면에서는 GNU 프로젝트에서, 커널 측면에서는 Linus Torvalds가 이끄는 커뮤니티에서 개발한 Linux도 있습니다.

운영 체제의 표준화는 컴퓨팅 시스템이나 네트워크를 개발하는 동안 시스템이나 장비 자체의 교체를 단순화하고 응용 프로그램 소프트웨어의 전송을 단순화하는 것을 목표로 합니다. 표준을 엄격히 준수하려면 소스 텍스트 수준에서 프로그램이 완전히 호환된다고 가정합니다. 표준 프로파일링 및 개발로 인해 일부 변경이 여전히 필요하지만 POSIX 호환 시스템 간에 프로그램을 전송하는 것은 대체 시스템 간보다 훨씬 저렴하고 사용자 경험의 연속성도 유지됩니다.

이 표준의 존재로 인해 가장 주목할만한 효과는 1990년대 인터넷의 효과적인 배포였습니다.

포스트 UNIX 아키텍처

UNIX를 만든 팀은 원래 UNIX 개념인 "장치도 파일이다"와 프로세스 및 기타 시스템, 네트워크 및 응용 프로그램 서비스를 포함하여 운영 체제 개체를 통합하는 개념을 개발하여 "모든 것이 파일이다"라는 새로운 개념을 만들었습니다. .” 이 개념은 UNIX 설계의 근본적인 결함을 극복하고 주력 제품을 대체하기 위해 설계된 Plan 9 시스템(이름은 Edward Wood Jr.의 Outer Space의 SF 스릴러 Plan 9에서 차용함)의 주요 원칙 중 하나가 되었습니다. 1992년 Bell Labs 네트워크 컴퓨터의 UNIX System V.

모든 시스템 개체를 파일 형태로 구현하고 이를 각 컴퓨터 네트워크 터미널(네임스페이스)의 단일 및 개인 공간에 배치하는 것 외에도 다른 UNIX 아키텍처 솔루션이 수정되었습니다. 예를 들어, Plan 9에는 "수퍼유저"라는 개념이 없으므로 시스템에서 불법적으로 수퍼유저 권한을 획득하는 것과 관련된 모든 보안 위반이 제외됩니다. 정보를 표현(저장, 교환)하기 위해 Rob Pike와 Ken Thompson은 오늘날 사실상의 표준이 된 범용 인코딩 UTF-8을 개발했습니다. 파일에 액세스하려면 네트워크 프로토콜(TCP 또는 UDP) 위에서 작동하는 네트워크를 통해 단일 범용 프로토콜 9P가 사용됩니다. 따라서 응용 프로그램 소프트웨어를 위한 네트워크가 없습니다. 로컬 및 원격 파일에 대한 액세스가 동일합니다. 9P는 블록 지향적인 다른 유사한 프로토콜과 달리 바이트 지향 프로토콜입니다. 이는 기술 발전에 따라 크게 달라지는 장치에 대한 블록별 액세스가 아니라 통합 파일에 대한 바이트별 액세스라는 개념의 결과이기도 합니다. 객체에 대한 액세스를 제어하려면 운영 체제에 이미 존재하는 파일 액세스 제어 외에 다른 솔루션이 필요하지 않습니다. 새로운 스토리지 시스템 개념은 시스템 관리자를 아카이브 유지 관리 및 예상되는 최신 파일 버전 제어 시스템의 힘든 작업으로부터 해방시켰습니다.

전체 BSD 제품군 및 GNU/Linux 시스템과 같이 UNIX를 기반으로 하거나 UNIX에서 영감을 받은 운영 체제는 Bell Labs의 새로운 아이디어를 점차적으로 채택했습니다. 아마도 이러한 새로운 아이디어는 IT 개발자로부터 큰 미래와 인정을 받을 것입니다.

Inferno에서는 Rob Pike가 새로운 개념을 사용했습니다.

또한보십시오

노트

문학

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연결

• 운영 체제 Open Directory 프로젝트 링크 디렉터리(dmoz)에 있습니다.
• 오스타브노프 M.E.학교의 무료 소프트웨어. 학교용 무료 소프트웨어 (2003).(접근할 수 없는 링크 - 이야기) 2010년 4월 16일에 확인함.