Computer Science/운영체제

[운영체제] 운영체제의 역할과 기능

쟤리 2024. 10. 12. 19:59
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운영체제의 역할과 기능

운영체제(OS, Operating System)는 컴퓨터 시스템의 자원을 관리하고, 사용자와 컴퓨터 하드웨어 간의 인터페이스를 제공하는 소프트웨어임. 운영체제는 다양한 기능을 수행하며, 이로 인해 사용자는 복잡한 하드웨어를 신경 쓰지 않고 소프트웨어를 편리하게 사용할 수 있음.


1. 운영체제의 주요 역할

  1. 하드웨어 자원 관리
    • CPU, 메모리, 저장 장치, I/O 장치 등 시스템 자원을 효율적으로 분배함.
    • 여러 프로그램이 동시에 실행될 때 자원 사용을 조정하고 충돌을 방지함.
  2. 사용자와 컴퓨터 간의 인터페이스 제공
    • 명령줄 인터페이스(CLI)와 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 제공해 사용자와 시스템이 소통할 수 있게 함.
    • 사용자는 직접 하드웨어를 제어할 필요 없이 운영체제의 도움으로 프로그램을 실행할 수 있음.
  3. 프로그램 실행과 프로세스 관리
    • 응용 프로그램이 실행되면 이를 프로세스로 관리하며, 여러 프로세스가 동시에 실행될 수 있도록 스케줄링함.
    • CPU 시간과 자원을 각 프로세스에 분배해 효율적으로 동작하도록 함.
  4. 메모리 관리
    • 메모리를 효율적으로 할당해 여러 프로그램이 동시에 메모리를 사용할 수 있게 함.
    • 가상 메모리 기능을 통해 실제 메모리보다 더 많은 메모리를 사용하는 것처럼 처리함.
  5. 파일 및 디스크 관리
    • 파일을 읽고 쓰는 작업을 처리하며, 파일 시스템을 통해 파일과 폴더를 관리함.
    • 저장 장치의 공간을 효율적으로 분배하고 파일의 무결성을 보장함.
  6. 네트워크 관리
    • 네트워크 연결을 통해 컴퓨터 간의 통신을 지원하며, 인터넷과 같은 외부 네트워크와 연결을 관리함.
    • 프로토콜을 사용해 데이터 전송을 안전하게 처리함.

2. 운영체제의 주요 기능

  1. 프로세스 관리
    • 프로세스 생성, 실행, 중지와 같은 작업을 처리함.
    • 스케줄링: 여러 프로세스가 동시에 실행될 때, 어떤 프로세스에 CPU 시간을 할당할지 결정함.
      예) 라운드 로빈(Round Robin), 우선순위 스케줄링 등
  2. 메모리 관리
    • **페이징(Paging)**과 **세그멘테이션(Segmentation)**을 통해 메모리 공간을 관리함.
    • 가상 메모리를 이용해 프로그램이 실제 메모리 한계를 넘지 않게 함.
  3. 파일 시스템 관리
    • 파일을 읽고 쓰는 작업을 수행하며, 파일 시스템을 통해 데이터를 구조화함.
    • 디렉터리(폴더)를 생성해 파일을 그룹화하고 효율적으로 탐색할 수 있게 함.
  4. 장치 관리
    • 하드웨어 장치와 소프트웨어 간의 중재 역할을 수행함.
    • 각 장치의 드라이버를 통해 운영체제와 장치가 통신할 수 있게 함.
  5. 보안 및 권한 관리
    • 사용자 인증과 권한 부여를 통해 시스템에 접근할 수 있는 사용자를 제한함.
    • 파일과 자원에 대한 접근 권한을 제어하고 해킹 및 악성 코드로부터 시스템을 보호함.
  6. 네트워크 통신
    • 네트워크를 통한 데이터 송수신을 지원함.
    • 프로토콜 스택을 사용해 네트워크 연결을 처리하고, IP 주소를 통한 통신을 가능하게 함.
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