[운영체제]2. 운영체제의 기능과 종류

CPU 스케줄링

• FCFS(First-Come First-Served)
  • 선입선출
  • 효율성 측면에서 좋지 않음
• SJF(Shortest-Job-First)
  • CPU 사용시간이 가장 짧은 프로세스를 먼저 스케줄링
  • (+)최소 평균 대기시간을 보장함
  • (-)Starvation(기아 현상) 발생 가능
• RR(Round Robin)
  • 각 프로세스는 동일 크기의 CPU 할당시간을 가짐(n-1)
  • CPU 스스로 자원을 뺏을 순 없기 때문에 하드웨어적 지원을 받음
  • 대기시간이 프로세스의 CPU 사용시간에 비례

메모리 관리

• 디스크(파일시스템) : 실행파일 보관(비휘발성)
• 가상메모리 : 프로세스 각각에 대한 독자적인 메모리 공간 (논리적인 주소 할당)
• 메모리 : 프로세스 작업(휘발성)이 일어남 (물리적인 주소 할당)
• 디스크(스왑영역) : 메모리의 연장공간이며 메모리 자원을 사용하지 않는 경우 저장되는 공간(비휘발성이나 의미가 없기에 전원이 꺼지면 자동으로 지워버림)
• 자원 단위 : 페이지(Page)
• 메모리 관리 : 미래를 모르는 상황에서 계속 사용할 페이지는 유지하고 사용하지 않을 페이지를 없애는 것이 주안점(효율성)
  • LRU : 가장 오래 전에 참조 페이지 삭제 - 참조횟수를 고려하지 않음
  • LFU : 참조횟수가 가장 적은 페이지 삭제 - 최근 히스토리를 고려하지 않음

디스크 스케줄링

• 헤드의 이동거리를 줄이는 방법
• 디스크 접근 시간(Access time)의 구성
  • 탐색시간(Seek time) : 헤드를 해당 트랙(실린더)으로 움직이는데 걸리는 시간
  • 회전지연(Rotational latency) : 헤드가 원하는 섹터에 도달하기까지 걸리는 시간
  • 전송시간(Transfer time) : 실제 데이터의 전송 시간
• 디스크 스케줄링(Disk Scheduling)
  • seek time 최소화가 목표
  • seek time = seek distance
• FCFS(First-Come First-Served)
  • 효율성의 문제
• SSTF(Shortest Seek Time First)
  • Starvation 문제
• SCAN
  • 헤드가 디스크의 한쪽 끝에서 다른쪽 끝으로 이동하며 가는 길목에 있는 모든 요청을 처리한다
  • 다른 한쪽 끝에 도달하면 역방향으로 이동하며 오는 길목에 있는 모든 요청을 처리하며 다시 반대쪽 끝으로 이동한다.
  • 엘리베이터 스케줄링과 동일

저장장치 계층구조와 캐싱(caching)

• Speed(속도), Cost(비용), Volatility(휘발성)의 상관관계가 존재
• Primary = CPU가 직접 접근 가능, Secondary : CPU가 직접 접근 불가
• 동일한 데이터를 재사용할 때 caching된 데이터를 활용 -> 속도차이 극복

플래시메모리

• 반도체장치(하드디스크: 마그네틱)
• NAND형(스토리지), NOR형(임베디드 코드저장용)
• 특징
  • Nonvolatile
  • Low power consumption
  • Shock resistance
  • Small size
  • Lightweight
  • (-)쓰기 횟수 제약
  • (-)데이터가 시간이 지남에 따라 변질될 가능성이 있음(전하의 양으로 0,1 구분하는 것이기 때문에 전하가 일정수준 빠져나가면 안 읽힐 수 있음) -> 골고루 사용되도록, 시간이 지나면 알아서 다른 곳에 복제되도록 하는 등 소프트웨어적으로 해결하고자 함
• 사용형태
  • 휴대폰, PDA 등 임베디드 시스템 구성용
  • USB용 메모리 스틱
  • 디지털카메라 등의 SD카드, CompactFlash, Smart Media card
  • 모바일 장치 뿐 아니라 대용량 시스템에서 SSD(Solid State Drive)란 이름으로 하드디스크 대체 시도

운영체제의 종류

• 서버용, PC용, 스마트디바이스용 운영체제
• 공개 소프트웨어(Open Source Software) : Linux, Android - 소스코드가 공짜(내용물이 공짜라는 건 아님)