운영체제 2020-1학기 중간고사 대비 2-2(다중 프로그래밍 ,시분할, 다중처리,실시간 처리, 분산처리 시스템)

다중 프로그래밍 시스템

일괄처리 시스템은 프로세서가 다른 작업 수행시 입출력 작업 불가능 ー＞ 프로세서와 메인 메모리 활용도 떨어짐

-> 다중 프로그래밍 도입

 

프로세서가 유휴 상태일 때 실행 중인 둘 이상의 작업이 프로세서를 전환 (인터리빙)하여 사용할 수 있도록 동작

다중 프로그래밍의 특징

1) 높고 효율적인 프로세서 사용률(효율적인 운영) 증가

2) 많은 사용자의 프로그램이 거의 동시에 프로세서를 할당받는 듯한 느낌

3) 여러 작업을 준비 상태로 두려면 이를 메모리에 보관, 일정 형태의 메모리를 관리해야 함 -> 아주 복잡

4) 여러 작업이 수행할 준비를 갖추고 있으면, 이 중 하나를 선택하는 결정 방법 필요

(인터럽트 이용 수행하는 프로세서 스케줄링의 다중 프로그래밍으로, 현재 운영체제의 중심 주제)

 

시분할 시스템(TSS, Time Sharing System)

1) 다중 프로그래밍을 논리적으로 확장한 개념, 프로세서가 다중 작업을 교대로 수행

2) 다수의 사용자가 동시에 컴퓨터의 자원을 공유할 수 있는 기술

3) CTSS(Compatible Time Sharing System) 1961년 IBM 709에 탑재, 사용 1970년 초까지는 시분할 시스템 만들기 아주 어렵고 비용도 많이 들어 일반화 못함

4)　각 프로그램에 일정한 프로세서 사용 시간 또는 규정 시간량 할당, 컴퓨터와 대화하는 형식으로 실행

5) 여러 사용자에게 짧은 간격으로 프로세서 번갈아 할당, 마치 자기 혼자 프로세서를 독점하고 있는 양 착각하게 하여 여러 사용자가 단일 컴퓨터 시스템을 동시 사용 가능

다중 프로그래밍 시스템과 시분할 시스템 특징

메모리에 여러 프로그램을 적재하므로 메모리 관리 필요

스케줄링 개념

다중 프로그래밍 시스템의 목표 : 프로세서 사용 최대화

시분할 시스템의 목표 : 응답시간 최소화

다중 처리multiprocessing 시스템

1) 단일 컴퓨터 시스템 내에서 둘 이상의 프로세서 사용, 동시에 둘 이상의 프로세스 지원

2) 여러 프로세서와 시스템 버스, 클록, 메모리와 주변장치 등 공유

3)　빠르고、신뢰성 높음

4)　프로세서 간의 연결, 상호작용, 역할 분담 등을 고려해야 함

5) 다중 처리 시스템을 구성하는 방법에는 비대칭(주종)적 구성과 대칭적 구성이 있음

실시간 처리 시스템real time processing system

1)　데이터 처리 시스템으로 정의

2) 입력에 응답하는 데 필요한 시간 간격이 너무 짧아 환경 제어

3) 온라인 시스템은 실시간으로 할 필요 없지만, 실시간 처리 시스템은 항상 온라인 상태

4)　입력 및 업데이트된 정보 요구 처리 후 디스플레이에 응답하는 시스템에 소요 시간을 반응(응답)시간으로 함

5) 반응시간은 프로세서에 이미 고정(반응시간이 온라인 처리에 비해 매우 짧음)

6)　더 높은 적시 응답을 요구하는 장소에서 사용하거나 데이터 흐름 또는 프로세서 연산에 엄격한　시간 요구가 있을 때 사용 가능,

7)　고정 시간 제약을 잘 정의하지 않으면 시스템 실패.

 

실시간 처리 시스템의 두 가지 유형

 

경성 실시간 처리 시스템hard real time processing system

작업의 실행 시작이나 완료에 대한 시간 제약 조건을 지키지 못할 때 시스템에 치명적인 영향을 주는 시스템

무기 제어, 발전소 제어, 철도 자동 제어, 미사일 자동 조준 등이 이에 해당

보장되는 컴퓨팅, 시간의 정확성과 컴퓨팅 예측성을 갖게 해야 함

 

연성 실시간 처리 시스템soft real time processing system

작업 실행에서 시간 제약 조건은 있으나, 이를 지키지 못해도 전체 시스템에 치명적인 영향을 미치지 않는 시스템

동영상은 초당 일정 프레임frame 이상의 영상을 재생해야 한다는 제약이 있으나, 일부 프레임을 건너뛰어도 동영상을 재생 시스템에는 큰 영향을 미치지 않음

 

분산 처리 시스템(distributed processing system)

1)　시스템마다 독립적인 운영체제와 메모리로 운영, 필요 시 통신하는 시스템

2)　사용자에게는 중앙집중식 시스템처럼 보이는데, 다수의 독립된 프로세서에서 실행

3)　데이터를 여러 위치에서 처리·저장, 여러 사용자가 공유

4) 하나의 프로그램을 여러 프로세서에서 동시에 실행