PC의 OS란? 모바일 장치용 운영 체제. 하드웨어 및 소프트웨어 인터페이스

운영 체제는 컴퓨터의 모든 하드웨어 및 기타 소프트웨어를 관리하는 주요 소프트웨어입니다. "OS"라고도 하는 운영 체제는 컴퓨터 하드웨어와 상호 작용하고 응용 프로그램이 사용할 수 있는 서비스를 제공합니다.

운영 체제는 무엇을 합니까?

운영 체제는 모든 것을 하나로 묶어주는 장치의 주요 소프트웨어 세트입니다. 운영 체제는 장치 하드웨어와 상호 작용합니다. 키보드와 마우스부터 Wi-Fi 라디오, 저장 장치 및 디스플레이 장치에 이르기까지 모든 것을 처리합니다. 즉, 운영 체제는 입력 및 출력 장치를 처리합니다. 운영 체제는 하드웨어 개발자가 작성한 장치 드라이버를 사용하여 해당 장치와 통신합니다.

또한 운영 체제에는 개발자가 운영 체제에서 실행되는 프로그램을 작성하는 데 사용할 수 있는 일반 시스템 서비스, 라이브러리, API(응용 프로그래밍 인터페이스)와 같은 많은 소프트웨어 제품이 포함되어 있습니다.

운영 체제는 실행하는 응용 프로그램과 하드웨어 사이에 위치하며 하드웨어 드라이버를 둘 사이의 인터페이스로 사용합니다. 예를 들어, 애플리케이션이 무언가를 인쇄하려고 하면 해당 작업을 운영 체제로 오프로드합니다. 운영 체제는 올바른 신호를 보내도록 프린터 드라이버를 사용하여 프린터에 명령을 보냅니다. 인쇄하는 앱은 사용 중인 프린터의 종류나 작동 방식을 이해할 필요가 없습니다. OS가 세부 사항을 처리합니다.

또한 OS는 실행 중인 여러 프로그램에 하드웨어 리소스를 할당하여 멀티태스킹을 처리합니다. 운영 체제는 실행 중인 프로세스를 제어하고 여러 프로세서나 코어가 있는 컴퓨터를 사용하는 경우 이를 여러 CPU에 분산시켜 여러 프로세스를 병렬로 실행할 수 있도록 합니다. 또한 실행 중인 애플리케이션 간에 메모리를 할당하여 시스템의 내부 메모리를 관리합니다.

운영 체제는 많은 일을 수행하는 하나의 큰 소프트웨어입니다. 예를 들어 운영 체제는 프로그램이 액세스할 수 있는 파일과 기타 리소스도 제어합니다.

대부분의 소프트웨어 응용 프로그램은 운영 체제용으로 작성되었으므로 운영 체제에서 많은 작업을 수행할 수 있습니다. 예를 들어 Minecraft를 시작하면 운영 체제에서 실행됩니다. Minecraft는 모든 단일 하드웨어 구성 요소가 어떻게 작동하는지 정확히 알 필요가 없습니다. Minecraft는 다양한 운영 체제 기능을 사용하며 운영 체제는 이를 하위 수준 하드웨어 지침으로 변환합니다.

운영체제는 PC만을 위한 것이 아니다

"컴퓨터"가 운영 체제를 실행한다고 말할 때 단순히 기존 데스크톱 PC와 노트북만 의미하는 것은 아닙니다. 스마트폰은 태블릿, 스마트 TV, 게임 콘솔, 스마트 시계, Wi-Fi 라우터와 마찬가지로 컴퓨터입니다. Amazon Echo 또는 Google Home은 운영 체제를 실행하는 컴퓨터 장치입니다.

친숙한 데스크톱 운영 체제에는 Microsoft Windows, Apple MacOS, Google Chrome OS 및 Linux가 포함됩니다. 스마트폰의 주요 운영 체제는 Apple의 iOS와 Google의 Android입니다.

Wi-Fi 라우터와 같은 다른 장치는 "내장형 운영 체제"를 실행할 수 있습니다. 이는 Wi-Fi 라우터 실행, ATM 탐색 또는 제어와 같은 하나의 작업을 위해 특별히 설계된 일반적인 운영 체제보다 기능이 적은 특수 운영 체제입니다.

운영 체제가 끝나고 프로그램이 시작되는 곳

운영 체제에는 사용자 인터페이스를 비롯한 다른 소프트웨어도 포함되어 있어 사람들이 장치와 상호 작용할 수 있습니다. 이는 PC의 데스크톱, 휴대폰의 터치 인터페이스, 디지털 보조 장치의 음성 인터페이스일 수 있습니다.

운영 체제는 다양한 응용 프로그램과 프로세스로 구성된 대규모 소프트웨어입니다. 운영 체제와 프로그램 사이의 경계가 때때로 약간 모호할 수 있습니다. 운영 체제에 대한 정확한 공식 정의는 없습니다.

예를 들어 Windows에서 파일 탐색기(또는 Windows 탐색기) 응용 프로그램은 Windows 운영 체제의 필수적인 부분입니다. 심지어 데스크톱 인터페이스의 렌더링도 처리하며 해당 운영 체제에서 실행되는 응용 프로그램입니다.

운영체제의 중심은 커널이다

낮은 수준에서 "커널"은 운영 체제를 구동하는 주요 컴퓨터 프로그램입니다. 이 별도의 프로그램은 운영 체제가 시작될 때 가장 먼저 로드되는 프로그램 중 하나입니다. 메모리 할당을 처리하고, 소프트웨어 기능을 컴퓨터 프로세서의 명령으로 변환하고, 하드웨어 장치의 입력 및 출력 데이터를 처리합니다. 커널은 일반적으로 컴퓨터의 다른 소프트웨어에 의한 무단 사용을 방지하기 위해 격리된 영역에서 실행됩니다. 운영 체제 커널은 매우 중요하지만 운영 체제의 한 부분일 뿐입니다.

그러나 여기에서도 모든 것이 구체적이지는 않습니다. 예를 들어 Linux는 단지 커널일 뿐입니다. 그러나 Linux는 여전히 종종 운영 체제로 지칭됩니다. 안드로이드는 운영체제(Operating System)라고도 하며 리눅스 커널을 기반으로 구축됐다. Ubuntu와 같은 Linux 배포판은 Linux 커널을 사용하고 여기에 추가 소프트웨어를 추가합니다. 운영 체제라고도 합니다.

펌웨어와 OS의 차이점은 무엇입니까

많은 장치는 일반적으로 하드웨어 장치의 메모리에 직접 프로그래밍되는 하위 수준 소프트웨어 유형인 "펌웨어"를 실행합니다. 펌웨어는 아주 기본적인 것만 처리하도록 설계된 작은 소프트웨어일 뿐입니다.

컴퓨터가 부팅되면 마더보드에서 UEFI 펌웨어가 로드됩니다. 이 펌웨어는 컴퓨터의 하드웨어를 빠르게 초기화하는 낮은 수준의 소프트웨어입니다. 그런 다음 컴퓨터의 SSD 또는 하드 드라이브에서 운영 체제를 부팅합니다. (이 솔리드 스테이트 드라이브 또는 하드 드라이브에는 드라이브 내 물리적 섹터의 데이터 저장을 관리하는 자체 내장 펌웨어가 있습니다.)

펌웨어와 운영 체제 사이의 경계도 약간 모호할 수 있습니다. 예를 들어, iOS라고 불리는 Apple의 iPhone 및 iPad용 운영 체제는 종종 "펌웨어"로 불립니다. PlayStation 4 운영 체제는 공식적으로 펌웨어라고 합니다.

이는 여러 하드웨어 장치와 상호 작용하고, 프로그램에 서비스를 제공하고, 응용 프로그램 간에 리소스를 배포하는 운영 체제입니다. 그러나 예를 들어 TV 리모컨에서 실행되는 매우 간단한 펌웨어는 일반적으로 운영 체제라고 부르지 않습니다.

일반 사용자는 운영 체제가 무엇인지 정확히 이해할 필요가 없습니다. 사용 중인 운영 체제가 무엇인지, 장치와 호환되는 소프트웨어 및 하드웨어가 무엇인지 아는 것이 유용할 수 있습니다.

한편으로는 애플리케이션과 사용자, 다른 한편으로는 하드웨어 간의 인터페이스 역할을 하는 상호 연결된 프로그램 세트입니다. 이 정의에 따르면 OS는 두 가지 기능 그룹을 수행합니다.
- 실제 컴퓨터 하드웨어 대신 사용자나 프로그래머에게 작업하기 더 편리하고 프로그래밍하기 쉬운 확장된 가상 머신을 제공합니다.
- 특정 기준에 따라 자원을 합리적으로 관리하여 컴퓨터 사용의 효율성을 높입니다.
운영 체제(OS)는 컴퓨터의 모든 물리적, 논리적 자원을 관리하도록 설계된 프로그램으로, 사용자와 컴퓨터 사이에 인터페이스를 생성할 수 있습니다.
운영 체제는 사용자 프로그램의 실행을 제어하고 컴퓨팅 리소스를 예약 및 관리하도록 설계되었습니다.
개인용 컴퓨터의 운영 체제는 다음과 같이 구분됩니다.
1. 단일 및 다중 작업(병렬 실행 애플리케이션 프로세스 수에 따라 다름)
2. 단일 및 다중 사용자(운영 체제를 동시에 사용하는 사용자 수에 따라 다름)
3. 다른 유형의 컴퓨터에 이식할 수 없으며 이식 가능합니다.
4. 비 네트워크 및 네트워크, 근거리 통신망에서 작업을 제공합니다.
OS 예: MS DOS, Windows 98/2000, Windows XP, Lunix 등

운영 체제의 목적

운영 체제는 상호 연결된 시스템 프로그램 세트로, 그 목적은 컴퓨터와의 사용자 상호 작용을 구성하고 컴퓨터 시스템 리소스를 가장 효율적으로 사용하기 위해 관리하는 것입니다. 운영 체제는 한편으로는 컴퓨터 하드웨어와 실행 중인 프로그램, 그리고 다른 한편으로는 사용자 사이를 연결하는 역할을 합니다. 운영 체제는 컴퓨터 제어 장치의 소프트웨어 확장이라고 할 수 있습니다. 운영 체제는 하드웨어 제어에 대한 복잡하고 불필요한 세부 사항을 사용자로부터 숨기고 사용자 사이에 계층을 형성하므로 결과적으로 사람들은 컴퓨터 하드웨어와의 상호 작용을 구성하는 매우 노동 집약적인 작업에서 해방됩니다.

운영 체제의 주요 요구 사항은 여러 프로세스 간에 효율적인 리소스 공유를 구성하는 복잡한 작업이며, 이러한 복잡성은 주로 리소스 소비 요청 발생의 무작위 특성으로 인해 발생합니다. 다중 프로그램 시스템에서는 동시에 실행되는 프로그램에서 공유 컴퓨터 리소스(프로세서, 메모리 페이지, 프린터, 디스크)에 대한 요청 대기열이 형성됩니다. 운영 체제는 선착순, 우선 순위 기반, 라운드 로빈 등 다양한 알고리즘을 사용하여 이러한 대기열 서비스를 구성합니다.

최신 OS는 일반적으로 다중 프로그램 처리, 가상 메모리, 다중 창 그래픽 사용자 인터페이스 및 기타 필요한 여러 기능과 서비스를 지원해야 합니다. 기능적 완전성을 위한 이러한 요구 사항 외에도 운영 체제에는 똑같이 중요한 운영 요구 사항이 적용됩니다.

· 확장성. 컴퓨터 하드웨어는 몇 년 안에 쓸모가 없어지지만 운영 체제의 유효 수명은 수십 년 안에 측정될 수 있습니다. 따라서 운영 체제는 항상 시간이 지남에 따라 진화적으로 변경되며 이러한 변경은 하드웨어 변경보다 더 중요합니다. OS 변경에는 일반적으로 새로운 유형의 외부 장치 또는 새로운 네트워크 기술에 대한 지원과 같은 새로운 속성의 획득이 포함됩니다. 시스템 무결성을 침해하지 않고 추가 및 변경이 가능하도록 OS 코드가 작성된 경우 이러한 OS를 확장 가능이라고 합니다. 확장성은 기능적 인터페이스를 통해서만 상호 작용하는 개별 모듈 세트로 프로그램이 구축되는 OS의 모듈식 구조를 통해 달성됩니다.

· 이식성. 이상적으로 OS 코드는 한 유형의 프로세서에서 다른 유형의 프로세서로, 한 유형의 하드웨어 플랫폼(프로세서 유형뿐만 아니라 전체 컴퓨터 하드웨어가 구성되는 방식도 다름)에서 다른 유형으로 쉽게 이식 가능해야 합니다. 하드웨어 플랫폼의 일종. 휴대용 운영 체제에는 다양한 플랫폼에 대한 여러 구현 옵션이 있습니다. 운영 체제의 이러한 속성을 다중 플랫폼이라고도 합니다.

· 호환성. 다양한 응용 프로그램이 개발된 "장수명"의 인기 있는 운영 체제가 여러 가지 있습니다. 그 중 일부는 널리 인기가 있습니다. 따라서 사용자가 어떤 이유로든 한 OS에서 다른 OS로 전환하는 경우 새 운영 체제에서 친숙한 응용 프로그램을 실행할 수 있는 기회는 매우 매력적입니다. OS에 다른 운영 체제용으로 작성된 응용 프로그램을 실행할 수 있는 수단이 있는 경우 해당 운영 체제와 호환 가능하다고 합니다. 바이너리 호환성과 소스 호환성을 구별해야 합니다. 호환성 개념에는 다른 운영 체제의 사용자 인터페이스에 대한 지원도 포함됩니다.

· 신뢰성 및 내결함성. 시스템은 내부 및 외부 오류, 장애 및 실패로부터 보호되어야 합니다. 해당 작업은 항상 예측 가능해야 하며 애플리케이션은 OS에 해를 끼칠 수 없어야 합니다. OS의 안정성과 내결함성은 기본적으로 OS의 기반이 되는 아키텍처 솔루션과 구현 품질(코드 디버깅 여부)에 따라 결정됩니다. 또한 OS에 디스크 어레이나 무정전 전원 공급 장치와 같은 하드웨어 내결함성을 위한 소프트웨어 지원이 포함되어 있는지도 중요합니다.

· 안전. 최신 OS는 데이터 및 기타 컴퓨터 시스템 리소스를 무단 액세스로부터 보호해야 합니다. OS가 보안 속성을 갖기 위해서는 최소한 사용자의 적법성을 판단하고, 합법적인 사용자에게 리소스에 대한 차별화된 액세스 권한을 제공하고, 보안이 "의심스러운" 모든 이벤트를 기록할 수 있는 수단이 있어야 합니다. 체계. 보안 속성은 네트워크 운영 체제에 특히 중요합니다. 이러한 OS에서는 네트워크를 통해 전송되는 데이터를 보호하는 작업이 액세스 제어 작업에 추가됩니다.

· 생산성. 운영 체제는 하드웨어 플랫폼이 허용하는 만큼 빠르고 반응성이 좋아야 합니다. OS의 성능은 여러 요소의 영향을 받습니다. 그 중 주요 요소로는 OS 아키텍처, 다양한 기능, 코드 프로그래밍 품질, 고성능(멀티프로세서) 플랫폼에서 OS를 실행하는 기능 등이 있습니다.
공정 관리

컴퓨터 기능에 직접적인 영향을 미치는 운영 체제의 가장 중요한 부분은 프로세스 제어 시스템입니다. 새로 생성된 각 프로세스에 대해 OS는 시스템 정보 구조를 생성하고 프로세스 코드와 데이터가 위치할 RAM 영역을 할당하며 필요한 프로세서 시간을 제공합니다. 프로세스는 종종 동일한 리소스를 동시에 요구하므로 OS의 책임에는 프로세스의 리소스 요청 대기열을 유지하고 이를 동기화하는 작업(예: 프로세서, 프린터, 직렬 포트에 대한 대기열) 및 시스템에서 이벤트가 발생할 때까지 실행 일시 중지가 포함됩니다. .

메모리 관리

OS 메모리 관리 기능에는 사용 가능한 메모리와 사용된 메모리 추적이 포함됩니다. 프로세스에 메모리를 할당하고 프로세스가 종료되면 메모리를 해제합니다. 메모리 보호; 프로세스를 RAM에서 디스크로 옮겨 RAM으로 반환하고 프로그램 주소를 실제 메모리의 특정 영역으로 설정합니다. 프로세스는 해당 코드와 데이터가 RAM에 있는 경우에만 프로세서에 의해 실행될 수 있으므로 메모리는 프로세서만큼 프로세스의 중요한 리소스입니다.

파일 및 외부 장치 관리

실제 하드웨어의 복잡성을 "보호"하는 OS의 능력은 OS의 주요 하위 시스템 중 하나인 파일 시스템에서 매우 명확하게 나타납니다. 운영 체제는 외부 드라이브에 파일 형태로 저장된 가상 데이터 세트를 생성합니다. 이는 기호 이름을 가진 단순하고 구조화되지 않은 바이트 시퀀스입니다. 데이터 작업의 편의를 위해 파일은 디렉터리로 그룹화되어 더 높은 수준의 디렉터리인 그룹을 형성합니다. 사용자는 OS를 사용하여 이름으로 검색, 삭제, 외부 장치(예: 디스플레이)에 콘텐츠 표시, 콘텐츠 변경 및 저장과 같은 파일 및 디렉터리에 대한 작업을 수행할 수 있습니다.
데이터 보호 및 관리

데이터 보호의 중요한 수단은 시스템 보안이 의존하는 모든 이벤트를 기록하는 OS 감사 기능입니다.

운영 체제의 기본 분류

운영 체제는 기본 컴퓨터 리소스(프로세서, 장치, 메모리)를 관리하기 위한 내부 알고리즘의 구현 기능, 사용된 설계 방법 기능, 하드웨어 플랫폼 유형, 사용 영역 및 기타 여러 속성이 다를 수 있습니다.

운영 체제에는 여러 가지 분류가 있으며, 이는 시스템의 다양한 필수 특성을 반영하는 특정 기준을 강조합니다. 가장 일반적인 분류를 살펴보겠습니다.

목적에 따라

1. 범용 시스템.

이는 다양한 응용 프로그램 실행, 프로그램 개발 및 디버깅, 네트워크 및 멀티미디어 작업을 포함하여 광범위한 작업을 해결하도록 설계된 OS를 의미합니다.

2. 실시간 시스템.

객체 제어 루프에서 작동하도록 설계되었습니다.

기타 전문 시스템.

이들은 주로 특정 클래스에 대한 효과적인 솔루션에 중점을 두고 다른 작업에 더 크거나 적은 피해를 주는 다양한 운영 체제입니다.

사용자 상호 작용의 특성에 따라

1. 미리 준비된 작업을 처리하는 일괄 OS

2. 사용자 작업을 대화형으로 수행하는 대화형 운영 체제

GUI OS

사용자 상호작용이 없는 임베디드 OS

동시 작업 수에 따라

1. 단일 작업 OS.

이러한 시스템에서는 주어진 시간에 하나 이상의 사용자 프로세스가 존재할 수 없습니다. 그러나 동시에 시스템 프로세스가 실행될 수 있습니다.

멀티태스킹 OS.

일부 사용자 프로세스의 병렬 실행을 제공합니다. 멀티태스킹을 구현하려면 시스템에 사용되는 알고리즘과 데이터 구조가 상당히 복잡해져야 합니다.

동시 사용자 수 기준

1. 단일 사용자 OS.

리소스에 대한 전체 사용자 액세스가 특징입니다. 이러한 시스템은 주로 격리된 컴퓨터에서 허용됩니다.

2. 다중 사용자 OS.

중요한 구성 요소는 리소스 소유자의 개념과 시스템의 각 사용자에게 부여된 액세스 권한의 정확한 표시를 기반으로 각 사용자의 데이터와 프로세스를 보호하는 수단입니다.

하드웨어 기준

1. 단일 프로세서 OS.

2.멀티프로세서 OS.

이러한 시스템의 작업에는 실행된 작업을 프로세서 간에 효율적으로 분배하고 모든 프로세서의 조정된 작업을 구성하는 것이 포함됩니다.

3.네트워크 OS.

여기에는 로컬 네트워크의 다른 컴퓨터에 액세스하고 파일 및 기타 서버로 작업하는 기능이 포함됩니다.

4.분산 운영 체제.

로컬 네트워크 리소스를 사용하는 분산 시스템은 이를 별도의 시스템으로 나누지 않고 단일 시스템으로 사용자에게 제공합니다.

공법별

1.소핵

2. 모놀리식

제품군별 운영 체제 분류

새로운 컴퓨터 사용자는 일반적으로 가장 이해하기 쉽고 접근하기 쉬운 형식으로 답변해야 할 질문이 많습니다. 그 중 하나는 다음과 같습니다. "운영 체제란 무엇입니까?" 그것을 살펴보자.

그것은 무엇이며 그 목적은 무엇입니까?

컴퓨터를 제어하고, 프로그램을 실행하며, 컴퓨터에 저장된 데이터를 효과적으로 보호하고, 프로그램과 사용자의 요청에 따라 다양한 서비스 기능을 수행하도록 설계된 특수 쉘입니다. 모든 프로그램에서 서비스를 사용할 수 있으므로 특정 OS의 제어 하에서만 작업을 수행할 수 있습니다. 이 조건이 충족되어야만 컴퓨터의 조화로운 작동을 기대할 수 있습니다.

포함된 필수 부품은 다음과 같습니다.

명령 해석기인 커널, 즉 사용자나 프로그램의 요청을 컴퓨터의 물리적 구성 요소가 이해할 수 있는 형식으로 전송하는 일종의 변환기입니다.

컴퓨터에 포함된 다양한 장치를 관리하기 위한 특수 소프트웨어 구성 요소를 일반적으로 드라이버라고 합니다.

즉, 기본적인 통신을 수행하는 편리한 쉘입니다.

운영 체제란 무엇이며 여기에는 무엇이 포함됩니까?

OS는 사용자와 컴퓨터 간의 편리한 상호 작용을 구성하고 다른 프로그램을 실행하도록 설계된 상호 연결된 프로그램으로 구성된 복합체입니다. 각 운영 체제에는 자체 모듈과 구성 요소가 있으므로 두 번째 운영 체제 설치는 다른 운영 체제에만 가능하다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 매우 구체적인 구성 요소와 모듈로 구성된 것을 고려할 수 있습니다.

시스템 커널 또는 기본 모듈은 프로그램과 파일 시스템의 작동을 관리하고 이에 대한 편리한 액세스는 물론 주변 장치 간의 파일 교환을 제공하도록 설계되었습니다.

명령 프로세서는 일반적으로 키보드를 통해 수신되는 사용자 명령을 해독하고 실행하도록 설계되었습니다.

드라이버는 장치와 프로세서 간의 일관성을 보장하도록 설계되었습니다. 각 주변 장치가 서로 다른 속도로 정보를 처리하기 때문에 필요합니다.

컴퓨터와의 사용자 통신 프로세스를 다양하고 최대한 편리하게 만드는 추가 서비스 프로그램인 유틸리티입니다.

운영 체제가 무엇인지에 대한 모든 것이 어느 정도 명확하다면 이를 로드하는 것과 관련된 문제를 고려할 수 있습니다. OS에 포함된 파일은 디스크에 저장됩니다. 프로그램을 실행하려면 프로그램이 RAM에 있어야 하는 것으로 알려져 있습니다. 먼저, 초기에 RAM에 없는 부팅 프로그램을 실행해야 합니다. 그리고 탈출구가 있습니다. OS는 단계별로 RAM에로드됩니다.

시스템의 첫 번째 섹션은 모든 PC 전원 공급 장치 테스트 프로그램이 있는 곳에서 로드됩니다. 이는 첫 번째 전류 펄스가 도착한 직후에 수행됩니다. 동시에 디스크의 초기 섹터에서 부팅 프로그램이 실행되어 제어권을 갖습니다. 이 애플리케이션은 기본 OS 모듈을 찾은 다음 제어권을 전달합니다. 기본 모듈의 부트로더는 다른 모든 구성 요소를 찾아 RAM에 로드합니다. OS가 로드되면 제어가 명령 프로세서로 전달되고, 그 후 사용자는 시스템과 상호 작용할 수 있습니다. 그러나 모바일 운영 체제는 장치의 특성과 관련된 일부 수정 사항을 제외하고 유사한 원리로 작동합니다.

이 원칙은 절대적으로 모든 최신 운영 체제에 적용됩니다.

운영 체제: 목적 및 주요 기능

운영 체제 개념

운영 체제(OS)는 컴퓨터의 모든 하드웨어 및 소프트웨어 부분 간의 상호 작용, 사용자와 컴퓨터 간의 상호 작용을 보장하는 일련의 프로그램입니다.

OS는 모든 컴퓨터 구성 요소의 전체적인 기능을 보장하고 사용자에게 컴퓨터의 하드웨어 기능에 대한 액세스를 제공합니다. 운영 체제는 컴퓨터 소프트웨어의 기본적이고 필수적인 구성 요소이며, 운영 체제가 없으면 컴퓨터는 원칙적으로 작동할 수 없습니다.

OS 구성

OS 구조는 다음 모듈로 구성됩니다.

기본 모듈(OS 커널)- 프로그램 및 파일 시스템의 작동을 관리하고 이에 대한 액세스를 제공하며 주변 장치 간의 파일 교환을 제공합니다.

티.이자형. 프로그램 언어의 명령을 컴퓨터가 이해할 수 있는 "기계어" 언어로 번역합니다.

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

티.이자형. 사용자에게 명령을 요청하고 실행합니다. 예를 들어, 사용자는 파일에 대한 일부 작업(복사, 삭제, 이름 바꾸기)을 수행하는 명령, 문서 인쇄 명령 등을 내릴 수 있습니다.

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

티.이자형. 장치 작동 제어 및 다른 장치와의 정보 교환 조정을 제공하는 특수 프로그램. 각 장치에는 자체 드라이버가 있습니다.

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

저것들.이러한 프로그램을 사용하면 디스크 유지 관리, 파일 작업 수행, 컴퓨터 네트워크 작업 등을 수행할 수 있습니다.

운영 체제의 목적

OS는 다음 작업을 해결하도록 설계되었습니다.

컴퓨터 하드웨어 유지 관리;

작업 환경 및 사용자 인터페이스 생성;

사용자 명령 및 프로그램 명령 실행;

입력/출력의 구성, 정보 저장 및

파일 및 데이터 관리.

정의에 따르면 OS가 해결하는 모든 작업은 두 그룹으로 나눌 수 있습니다.

사용자나 프로그래머에게 실제 컴퓨터 하드웨어 대신 작업하기 더 편리하고 프로그래밍하기 쉬운 확장된 가상(즉, 실제로 존재하지 않는) 머신을 제공합니다.

특정 기준에 따라 리소스를 합리적으로 관리하여 컴퓨터 사용 효율성을 높입니다.

운영 체제 기능

주요 기능:

프로그램의 요청에 따라 대부분의 프로그램에 공통적이고 거의 모든 프로그램에서 흔히 발견되는 매우 기본적인(저수준) 작업(데이터 입력 및 출력, 다른 프로그램 시작 및 중지, 추가 메모리 할당 및 해제 등)을 수행합니다. .).

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.

네트워크 작업, 네트워크 프로토콜 스택 지원.

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 액세스 범위를 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.

운영체제의 진화와 기본 아이디어

OS의 전신은 유틸리티 프로그램(부트로더 및 모니터)뿐만 아니라 범용 컴퓨터의 출현과 함께 개발되기 시작한 자주 사용되는 루틴 라이브러리로 간주되어야 합니다. 1세대(1940년대 후반). 유틸리티는 운영자의 장비에 대한 물리적 조작을 최소화했으며, 라이브러리는 동일한 작업(I/O 작업 수행, 수학 함수 계산 등)의 반복 프로그래밍을 피할 수 있게 했습니다.

1950년대와 60년대에는 배치 모드, 시간 공유 및 멀티태스킹, 권한 분리, 실시간, 파일 구조 및 파일 시스템 등 OS의 기능을 결정하는 주요 아이디어가 형성되고 구현되었습니다.

운영 체제도스

DOS는 개인용 컴퓨터를 위한 최초의 운영 체제로 널리 보급되었으며 1981년부터 1995년까지 IBM PC 컴퓨터의 주요 운영 체제였습니다. 시간이 지남에 따라 Windows 및 Linux라는 새로운 최신 운영 체제로 실질적으로 대체되었지만 어떤 경우에는 DOS가 남아 있습니다. 편리하고 컴퓨터 작업에만 가능합니다(예: 사용자가 오래 전에 작성된 오래된 장비나 소프트웨어를 사용하여 작업하는 경우 등).

사용자는 명령줄을 사용하여 DOS 운영 체제로 작업합니다. 자체 그래픽 인터페이스가 없습니다. DOS OS를 사용하면 15년 동안 PC에서 성공적으로 작업할 수 있었지만 이 작업이 편리하다고는 할 수 없습니다. DOS는 사용자와 컴퓨터 사이의 "중개자" 역할을 하며 디스크에 액세스하기 위한 복잡한 명령을 더 간단하고 이해하기 쉬운 명령으로 바꾸는 데 도움을 주었지만, 개발되면서 자체적으로 많은 명령으로 "과잉"되어 작업을 방해하기 시작했습니다. 컴퓨터. 이것이 새로운 중개자의 필요성이 발생한 방식입니다. 이것이 쉘 프로그램이 나타난 방식입니다.

쉘은 OS에서 실행되며 사용자가 OS에서 작업하도록 돕는 프로그램입니다. 쉘 프로그램은 디스크, 디렉토리, 파일 등 컴퓨터의 전체 파일 구조를 명확하게 보여줍니다. 몇 개의 키만으로 파일 검색, 복사, 이동, 삭제, 정렬, 수정 및 실행이 가능합니다. 가장 일반적인 것 중 하나는 Norton Commander(NC)입니다. Windows 3.1 및 Windows 3.11의 그래픽 셸은 열고, 화면 주위로 이동하고, 닫을 수 있는 소위 "창"이라는 개념을 사용합니다. 이 창은 다양한 프로그램에 "속하며" 해당 작업을 반영합니다.

DOS는 FAT 파일 시스템을 사용합니다. 단점 중 하나는 파일 및 디렉터리 이름에 대한 제한입니다. 이름은 8자 이하여야 합니다. 또한 DOS는 동일한 이름의 소문자와 대문자를 구분하지 않습니다.

DOS는 오래 전에 만들어졌기 때문에 오늘날 최신 운영 체제의 요구 사항을 충족하지 못합니다. 최신 컴퓨터에 설치된 대용량 메모리를 직접 사용할 수는 없습니다.

운영 체제 MICROSOFT WINDOWS

그래픽 쉘 Widows 1.0, Widows 2.0, Widows 3.0, Widows 3.1 및 Widows 3.11은 MS DOS에서 실행되었습니다. 즉, 이들은 독립적인 운영 체제가 아닙니다. 하지만 Windows의 출현으로 새로운 가능성이 열리면서 Windows는 셸이 아니라 환경이라고 불립니다.

Windows 환경은 다른 셸 프로그램과 구별되는 다음과 같은 특징이 있습니다.

멀티태스킹;

통합 소프트웨어 인터페이스;

통합된 사용자 인터페이스

그래픽 사용자 인터페이스;

통합된 하드웨어-소프트웨어 인터페이스.

그래픽 셸 Windows 3.1 및 Windows 3.11을 갖춘 DOS 운영 체제는 MS Windows 제품군의 본격적인 운영 체제(처음에는 Windows 95, 그 다음에는 Windows 98, Windows 2000, Windows XP)로 대체되었습니다. Windows 3.1 및 Windows 3.11과 달리 컴퓨터를 켜면 자동으로 시작됩니다.

MS Windows에서는 FAT-VFAT 파일 수정을 사용하여 파일을 저장합니다. 여기서 파일 및 디렉터리 이름의 길이는 256자까지 가능합니다.

Windows OS에서는 MS DOS에서 창 및 응용 프로그램을 사용할 때 마우스가 널리 사용되며 키보드만 사용됩니다.

MSWindows에는 작업 표시줄도 있습니다. 이는 멀티태스킹 메커니즘을 더 명확하게 만들고 응용 프로그램 간 전환 프로세스의 속도를 크게 향상시킵니다.

Windows 데스크탑은 초보 사용자가 최대한 쉽게 사용할 수 있도록 설계되었으며 동시에 고급 사용자의 특정 요구 사항에 맞게 최대한의 사용자 정의 기능을 제공합니다.

운영 체제 리눅스

Linux는 IBM 호환 개인용 컴퓨터 및 워크스테이션용 운영 체제입니다. 이는 네트워크로 연결된 그래픽 창인 X Window System을 갖춘 다중 사용자 운영 체제입니다. Linux 운영 체제는 개방형 시스템 표준과 인터넷 프로토콜을 지원하며 Unix, DOS 및 MS Windows 시스템과 호환됩니다.

전통적인 운영 체제인 Linux는 DOS 및 Windows와 동일한 기능을 많이 수행하지만 운영 체제는 특히 강력하고 유연합니다. Linux는 PC 사용자에게 UNIX의 속도, 효율성 및 유연성을 제공하는 동시에 개인용 컴퓨터의 모든 이점을 활용합니다. 마우스로 작업할 때는 세 개의 버튼이 모두 적극적으로 사용되며, 특히 가운데 버튼은 텍스트 조각을 삽입하는 데 사용됩니다.

Linux 시스템을 사용하면 개인용 컴퓨터를 워크스테이션으로 바꿀 수 있습니다. 오늘날 Linux는 비즈니스, 교육 및 개인 프로그래밍을 위한 운영 체제입니다.

OS유니엑스

UNIX는 이식 가능한 멀티태스킹 및 다중 사용자 운영 체제 그룹입니다.

최초의 UNIX 시스템은 1969년 AT&T의 Bell Labs 부서에서 개발되었습니다. 그 이후로 다양한 UNIX 시스템이 많이 만들어졌습니다.

UNIX 시스템의 몇 가지 특징은 다음과 같습니다.

간단한 텍스트 파일을 사용하여 시스템을 구성하고 관리합니다.

명령줄에서 실행되는 유틸리티의 광범위한 사용;

가상 장치(단말기)를 통한 사용자와의 상호 작용;

실제 및 가상 장치와 일부 프로세스 간 통신을 파일로 표현합니다.

각각 하나의 작업을 수행하는 여러 프로그램의 파이프라인을 사용합니다.

UNIX 시스템은 오늘날 인기 있는 일부 OS 개념과 접근 방식을 전파하고 오늘날 인기 있는 일부 OS와 소프트웨어 개념과 접근 방식을 확산시키기 때문에 역사적으로 매우 중요합니다. 또한 UNIX 시스템이 개발되는 과정에서 C 언어가 만들어졌습니다.

OS는 컴퓨터 하드웨어의 자원을 합리적으로 관리하여 컴퓨터 하드웨어의 효율성을 향상시키고, 확장된 가상 머신을 제공하여 사용자에게 편의를 제공하도록 설계된 상호 연관된 프로그램의 집합입니다.

OS가 관리하는 주요 리소스에는 프로세스, 주 메모리, 타이머, 데이터 세트, 디스크, 테이프 드라이브, 프린터, 네트워크 장치 등이 포함됩니다. 리소스 관리 문제를 해결하기 위해 다양한 운영 체제는 다양한 알고리즘을 사용하며, 그 기능은 궁극적으로 운영 체제의 모양을 결정합니다.

따라서 오늘날 네트워크 운영 체제에 대한 요구 사항에는 기능적 완전성 및 효율적인 리소스 관리, 모듈성 및 확장성, 이식성 및 다중 플랫폼, 애플리케이션 및 사용자 인터페이스 수준의 호환성, 안정성, 내결함성, 보안 및 성능이 포함됩니다.

5.1. 운영 체제는 무엇입니까?

컴퓨터는 수많은 구성 요소로 구성된 복잡한 장치입니다. 그 자신은 아무것도 하지 않는다. 이를 작동시키려면 프로세서 명령 집합인 운영 체제인 프로그램이 필요합니다.

OS의 주요 구성 요소는 커널, 시스템 유틸리티, 드라이버 및 그래픽 셸입니다. 각 소프트웨어 요소는 고유한 기능을 수행하며 운영 체제 전체의 안정성을 보장합니다.

최신 운영 체제는 멀티태스킹 기능을 갖추고 있습니다. 즉, 사용자는 여러 응용 프로그램을 동시에 실행하면서 각 응용 프로그램의 결과를 관찰할 수 있습니다. 이는 OS 설계와 최신 프로세서의 기능 덕분에 가능합니다. 운영 체제가 프로세서용으로 작성된 것은 아니며 그 반대도 아닙니다. 최신 프로세서는 단일 코어가 아니라 듀얼 코어, 심지어 쿼드 코어 솔루션이므로 성능이 몇 배나 향상됩니다. 운영 체제는 이를 활용하여 실행 중인 모든 프로세스에 프로세서 리소스를 최적으로 배포합니다.

운영 체제의 주요 특징은 작동 안정성과 외부(바이러스) 및 내부(하드웨어 오류 및 충돌) 등 다양한 위협에 대한 저항력입니다. 현재 사용 가능한 운영 체제에는 서버와 단일 사용자라는 두 가지 유형이 있습니다. 전자는 관계를 제어하고 로컬 네트워크를 유지하는 메커니즘을 포함하고 있기 때문에 심각한 소프트웨어 구현을 나타냅니다. 후자는 가볍고 규칙을 준수하면서 자율적으로나 네트워크의 일부로 작동할 수 있습니다.