02 시스템응용 : 운영체제 (OS)

[기술사/기술지도사 대비] 운영체제의 개요

2024-10-21T18:41:53+09:00

[기술사/기술지도사 대비] 운영체제의 개요

1. 운영체제란 무엇인가?
운영체제(operating system)를 이해한다는 것은 컴퓨터 시스템 전체가 어떻게 작동되는지에 대해 아는 것입니다.

이번 시간에 우리는 운영체제가 무엇인지, 어떻게 작동되는지, 하는 일은 무엇이고, 왜 그런 일을 하는지에 대해서 알아보겠습니다.

1) 운영체제의 정의
(1) 운영체제의 정의
▶하드웨어를 사용 가능하도록 소프트웨어나 펌웨어로 구현된 프로그램
(펌웨어 : 기계어보다 하부 계층인 마이크로코드로 작성된 프로그램)

※하드웨어와 운영체제의 차이점 : 하드웨어는

????단순한 계산능력????만 제공하고 운영체제는 이러한 컴퓨터 능력을 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 해주며, 하드웨어가 잘 수행될 수 있도록 주의 깊게 관리한다.
▶운영체제는 모든 하드웨어와 모든 소프트웨어를 관리하는 컴퓨터시스템의 한 부분인 실행관리자이며, 누가 시스템을 사용할 수 있고 어떻게 사용할 수 있는지를 관리한다.
▶컴퓨터시스템을 관리하는 보스(boss)

(2) 운영체제의 변화추세

1960년대에는 운영체제를 단지 하드웨어를 제어하는 소프트웨어로만 생각했었다. 하지만 오늘날의 경향은 운영체제의 기능이 소프트웨어에서 마이크로코드(microcode), 즉 펌웨어(firmware)로 바뀌어 가는 경향이 있다. 이러한 경향은 이미 널리 퍼져 있고, 머지 않은 장래에는 펌웨어로 코드화된 운영체제가 소프트웨어로 코드화된 것보다 더 보편적이 될 것이다.

2) 운영체제의 역할
운영체제의 가장 큰 역할은 자원의 관리이다.

(1) 운영체제의 관리 대상의 자원
컴퓨터 하드웨어로서 [프로세서], [기억장치], [통신장치], [입출력장치], [데이터]

(2) 운영체제의 변화추세
․사용자 인터페이스의 구현
․사용자들간의 하드웨어 공유
․사용자들간의 데이터 공유
․다른 사용자와의 간섭배제
․사용자들간의 자원 스케쥴링
․입출력에 대한 용이성 제공
․오류의 복구
․자원사용의 평가
․병렬연산에 대한 용이성 제공
․보안 및 빠른 액세스를 위한 데이터의 조직화
․네트워크 통신처리 등

2. 운영체제의 구성요소
운영체제는 네 개의 서브 시스템으로 구성되어 있습니다. 지금부터는 운영체제의 네 가지 서브 시스템에 대해 알아보겠습니다.

1) 운영체제의 구성요소
▶운영체제는 실제로 네 개의 서브시스템으로 구성된다.
▶각 부분들은 컴퓨터 시스템 자원의 상이한 네 개의 카테고리인 주기억장치, 프로세서, I/O 장치, 파일을 제어한다.

2) 각 서브시스템 관리자의 역할
각 서브시스템 관리자의 역할에 대해 살펴봅시다.

(1) 기억장치 관리자
▶기억장치 관리자는 주기억장치를 책임진다.
▶주기억장치 공간에 대한 각각의 요구가 유효한지를 체크하고, 적법한 요구라면 기억장치 관리자가 아직 사용 중이지 않은 부분을 할당한다.
▶멀티사용자 환경에서는 누가 주기억장치의 어느 부분을 이용하고 있는지를 계속 알기 위해 테이블을 만든다.
▶기억장치를 반환할 시간이 되면, 그것을 ????회수????하게 된다. 물론, 기억장치 관리자의 중요한 임무 중의 하나는 운영체제 자신이 점유하고 있는 주기억장치의 공간을 지키는 것이다. 우연이든 고의든 간에 자신이 사용하는 부분의 어느 곳도 허용해서는 안 된다.

(2) 프로세서 관리자
▶프로세스 관리자는 프로세스(processor) 즉 중앙처리장치(CPU)를 프로세스(processor)에게 어떻게 할당할 것인가를 결정한다.
▶프로세스 관리자의 중요한 기능은 각 프로세스(프로세스란 실행중인 프로그램 혹은 작업(job)으로 정의됩니다.)의 상태를 모니터링 하는 것이다.
▶CPU가 프로세스를 실행 중인지 아니면 실행을 마치기 위해 READ나 WRITE 명령어를 기다리고 있는지 검사를 한다. 왜냐하면 프로세스 관리자는 트래픽 제어기와 같이, 프로세스가 실행중인 하나의 상태에서 다른 상태로 넘어가는 과정을 처리하기 때문이다.
▶프로세스 관리자가 프로세서를 한번 할당하면, 필요한 레지스터와 테이블을 작성하고, 작업을 마치거나 한계 허용시간을 초과하면 프로세서를 반환한다.

(3) 장치 관리자
▶장치 관리자는 모든 장치, 채널과 제어 장치(control unit)를 모니터링한다.
▶이 작업은 시스템 설계자에 의해 결정된 스케줄링 기법을 기반으로 하여, 비디오 디스플레이, 키보드, 프린터, 디스크 드라이브, 모뎀과 같은 시스템의 모든 장치를 가장 효율적으로 할당하는 역할을 한다.
▶장치 관리자는 할당을 하고, 작동을 시작하고, 마지막으로 장치를 반환한다.

(4) 파일 관리자
▶파일 관리자로, 컴파일러, 인터프리터, 어셈블러, 유틸리티 프로그램, 데이터 파일과 응용프로그램을 포함하는 시스템의 모든 파일을 모니터링 한다.
▶파일 관리자는 파일에 접근제한을 관리하거나 파일을 열어서 자원을 할당하거나 파일을 닫아 자원을 회수하는 일 등을 수행한다.

3. 운영체제의 종류
크고 작은 운영체제는 응답시간과 데이터가 시스템에 어떻게 들어가는지에 따라 나뉘어 질 수 있습니다. 지금부터는 운영체제의 네 가지 종류별 시스템에 대해 살펴보겠습니다.

1) 운영체제의 종류
크고 작은 컴퓨터의 운영체제는 응답시간과 데이터가 시스템에 어떻게 들어가는지에 따라 일괄처리(batch processing), 대화형(interactive), 실시간(real-time), 하이브리드(hybrid) 시스템과 같이 4 종류로 나뉘어 질 수 있다.

2) 운영체제의 종류별 시스템
운영체제의 종류별 네 가지 시스템에 대해 알아봅시다.

(1) 일괄처리 시스템
▶초창기 컴퓨터에서 사용되었던 일괄처리 시스템은 입력장치로 천공카드나 자기테이프를 사용하였고 "데크(deck)"에 카드를 조합하여 넣으면 작업(job)이 시작되고 그룹으로 카드 리더를 지나가면서 카드의 데크가 실행이 된다.
▶오늘날의 일괄처리 시스템은 주로 OMR카드나 OCR카드를 이용하여 입력되며 사용자와의 상호작용 없이 순차적으로 실행된다.
▶이러한 일괄처리 시스템의 효율성은 주어진 전체 시간 안에 몇 개의 작업(job)이 처리되는가 하는(예를 들면 한 시간에 30개의 작업) 처리능력(throughput)과 수 시간이나 수일 동안에 측정된 반환시간(turnaround time)에 의해 평가된다.

(2) 대화형 시스템
▶대화형 시스템(시분할 시스템)은 일괄처리 시스템보다는 빠른 반환시간을 보여주지만, 실시간 시스템보다는 느리다.
▶대화형 시스템은 이용자가 자신들의 프로그램을 디버깅(debugging)할 때 더욱 빠른 처리 시간을 요구하는 이용자의 욕구를 만족시키기 위해 개발되었다.
▶운영체제는 각 이용자가 터미널을 통해 명령을 직접 컴퓨터에 할 수 있도록 해주는 시분할 소프트웨어의 개발을 요구한다.
▶대화형 운영체제는 이용자에게 즉각적인 피드백을 제공하고 응답시간은 사용중인 이용자의 수에 따라 수 분 또는 수 초안에 처리한다.
▶개인용 컴퓨터는 한 명의 이용자로 되어 있는 대화형 시스템이라고 정의할 수도 있다.

(3) 실시간 시스템
▶실시간 시스템은 모든 시스템 중 가장 빠르며 결과 값이 현재의 결정에 영향을 주기 때문에 데이터의 처리가 극도로 빨라야 하며 반환시간이 매우 중요한 환경에서 사용된다.
▶실시간 시스템은 우주선이나, 공항 관제탑, 고속 비행기, 복잡한 의학 장비, 전기의 분배, 전화 스위치와 같은 분야에서 사용된다.

(4) 하이브리드 시스템
▶하이브리드 시스템은 일괄처리 시스템과 대화형 시스템의 합성이라 볼 수 있다.
▶이 시스템은 각 이용자들이 터미널을 통해 접속하고 빠른 응답시간을 얻을 수 있기 때문에 대화형이지만, 대화형 작업량이 많지 않을 때는 시스템은 실제로 백그라운드에서 배치 프로그램을 받아들이고 실행한다.
▶하이브리드 시스템은 특정한 연산자의 도움 없이, 실행 프로그램을 처리하고자 하는 요구 사이의 빈 시간을 활용할 수 있다는 장점을 가진다.
▶현재 사용되고 있는 대부분의 대형 컴퓨터시스템은 하이브리드 시스템이라고 할 수 있다.

4. 운영체제의 발전 과정
1960년대에는 운영체제를 단지 하드웨어를 제어하는 소프트웨어로만 생각했었습니다. 하지만 오늘날의 경향은 운영체제의 기능이 소프트웨어에서 기계어보다 한 단계 아래 계층이라고 할 수 있는 마이크로 명령어(micro-instruction)을 이용하여 작성한 펌웨어(firmware)로 바뀌어 가는 경향이 있습니다. 이러한 경향은 이미 널리 퍼져있고 머지않은 장래에 펌웨어로 코드화된 운영체제가 소프트웨어로 코드화된 것보다 더 보편적이 될 것입니다. 지금부터는 이러한 운영체제의 발전과정에 대해 살펴보겠습니다.

1) 운영체제의 발전
운영체제의 발전과정을 알아보기에 앞서 최근 운영체제의 정의를 살펴봅시다.

▶1990년대에 들어와 100MIPS(Million Instructions Per Second : 초당 100만개의 명령어 수행) 데스크톱 워크스테이션(desktop workstation)이 일반화되어 있고 머지 않아 초당 10억 개의 명령을 수행할 수 있는 개인용 컴퓨터도 보편화될 전망이며 프로세서(processor)의 가격이 점점 낮아져 여러 개의 CPU를 하나의 시스템에 결합한 멀티프로세서(multiprocessor) 시스템이 21세기 컴퓨터 환경을 주도해 나갈 것으로 보인다.

▶지금까지 널리 사용되어온 한 번에 하나의 기능만을 행하도록 기술되어진 순차적 프로그래밍 언어(sequential programming language)도 동시에 병렬계산(parallel computing)의 표현을 용이하게 하는 병행프로그래밍언어(parallel programming language)로 빠르게 대치되고 있다.

※병행프로그래밍언어 : 광범위한 병렬처리는 결국 인간의 감정이나 지적행동의 다양한 형태를 시뮬레이션(simulation)하거나 강력한 컴퓨터 시스템을 요구하는 곳에 응용할 수 있도록 발전되고 있다.

2) 연대별 발전과정

(1) 1940년대
1940년대의 초기 전자식 디지털 컴퓨터에는 운영체제가 없었다.
당시의 기계는 매우 원시적이어서 프로그램은 기계적인 스위치에 의해서 한 번에 한 비트씩 입력되었다.
그 후 기계 언어 프로그램은 천공 카드 위에 입력되었으며, 프로그램의 처리 속도를 빠르게 하기 위해 어셈블리 언어가 개발되었다.
GM(General Motors) 연구소에서는 그 회사의 IBM 701을 위해 1950년대 초에 최초의 운영체제를 구현하였다.

(2) 1950년대
1950년대의 시스템은 일반적으로 한 번에 오직 하나의 작업만을 수행했으며, 컴퓨터 시스템을 최대한 활용하기 위하여 작업간의 변환을 원활하게 하도록 설계되었다.
이것은 프로그램과 데이터가 집단적으로 또는 일괄적으로 받아들여지므로 단일흐름 일괄처리(single-stream batch processing) 시스템이라고 부른다

(3) 1960년대
▶일괄처리 시스템이지만 몇 개의 작업을 동시에 수행시킴
-1960년대의 시스템 역시 일괄처리 시스템이지만 몇 개의 작업을 동시에 수행시킴으로써 컴퓨터의 자원을 보다 유익하게 사용하는 것이 가능하게 되었다. 그것들은 카드 판독기, 카드 천공기, 프린터, 테이프 드라이버, 디스크 드라이버 등 많은 주변 장치를 포함한다.

▶멀티프로그래밍(multiprogramming)의 개념을 개발
-대부분의 작업은 모든 컴퓨터의 자원을 효율적으로 사용하지 못했다.
운영체제 설계자는 프로세서를 사용중인 하나의 작업이 입출력 작용을 완료하기 위하여 대기하고 있는 동안 다른 작업이 대기중인 프로세서를 사용할 수 있고 마찬가지로 하나의 작업이 프로세서를 사용하는 동안 다른 작업은 입출력 장치를 사용할 수 있게 되어 사실상 다양한 작업을 혼합해서 수행하는 것이 컴퓨터의 사용을 최적화하는 가장 좋은 방법임을 알게 되었다.
그래서 운영체제의 설계자는 몇 개의 작업이 주기억장치에 동시에 있게 하는 멀티프로그래밍(multiprogramming)의 개념을 개발했다.
즉, 주변장치가 사용되는 동안 몇몇 다른 작업을 수행하기 위해 프로세서는 작업들간을 이동하게 된다.

▶OS/360 이라는 운영체제가 출시
-운영체제의 발전과정에서 가장 획기적인 사건은 1964년 IBM System/360 계열 컴퓨터 시스템이 발표되면서 비로소 운영체제로서 기능을 갖춘 OS/360이라는 운영체제가 출시된 일이었다.
이 운영체제는 멀티프로그래밍, 멀티처리, 시분할처리 등의 기본적인 기능들을 내포하고 이후 출현된 많은 운영체제의 모델이 되었으며 수년에 걸쳐 360 설계는 370 계열에 이어 4300, 30X0 계열로 발전되었다.

▶시분할 시스템(timesharing system)
-동시에 멀티 대화식 사용자(multiple interactive users)를 위한 보다 진보된 운영체제가 개발되었으며, 대화식 사용자는 컴퓨터와 직접적으로 연결된 터미널을 통해 컴퓨터와 통신을 한다. 이렇게 사용자가 컴퓨터와 상호작용을 하므로 컴퓨터는 사용자의 요구에 빨리 응답을 해야 하며 그렇지 않으면 사용자의 생산성이 저하된다.
시분할 시스템(timesharing system)은 동시적인 대화식 사용자들의 멀티프로그램(multiprogram)을 위해 개발되었는데 1960년대의 많은 시분할 시스템은 일괄처리는 물론 산업처리 제어 시스템과 같은 실시간(real-time) 응용을 지원하는 멀티모드(multimode) 시스템이었다. 이 시대의 시분할 체제의 개발 노력이 MIT에서 개발된 CTSS(Compatible Time-Sharing System) 시스템, IBM에서 개발된 TSS(Time-Shared Operating System) 시스템, CTSS의 후속으로 MIT에서 개발된 Multics(Multiplexed Information and Computing Service) 시스템, 캠브리지 과학센터에서 개발되어 IBM의 VM(Virtual Memory) 운영체제로 발전된 CP/CMS 시스템에서 엿보인다.
이 시스템들 대부분은 사용자 개개인을 위한 대화식 계산환경을 위해 고안되었으므로 이 시스템의 실질적인 가치는 프로그램과 데이터의 공유, 그리고 개발환경에서 프로그램의 상호작용에 있었다.

▶소프트웨어 공학(software engineering)이라는 분야도 출현
-하드웨어와 마찬가지로 1960년대에 개발된 운영체제는 신뢰성 있고, 이해하기 쉽고, 유지보수가 용이하도록 설계되지 못한 소프트웨어의 복합체였다.
따라서 시스템의 오류를 검사하고 제거하는 데에 수많은 돈과 시간이 소요되었다. 결국 이전의 소프트웨어 설계를 계승받은 새로운 생산자들은 오류가 검출된 많은 소프트웨어 모듈을 이해할 수 없기 때문에 다시 처음부터 작성해야만 했다. 이러한 문제에 대한 관심으로 결국 컴퓨터 과학자들과 산업 전문가들은 소프트웨어 시스템 설계의 문제에 많은 해결방안을 제시하기 시작했다.
또한, 1960년대의 많은 운영체제를 개발하는 데 있어 비능률적인 경험을 토대로 좀더 신뢰성 있고, 이해하기 쉬우며, 유지하기 쉬운 소프트웨어 개발을 위한 새로운 접근방법으로서 소프트웨어 공학(software engineering)이라는 분야도 출현하게 되었다.

(4) 1970년대
▶멀티 모드 시분할 시스템
-1970년대의 시스템은 주로 일괄처리, 시분할처리 및 실시간처리(realtime processing)를 지원하는 멀티 모드 시분할 시스템이다.
이 시기에 CPU의 속도는 놀랄 정도로 발전되었으나 상대적으로 입출력장치들의 속도는 느려 작업 처리상의 많은 문제들이 발생되어 하나의 CPU를 여러 개의 프로그램들이 공유하여 사용하는 멀티프로그래밍 기술이 굉장히 발전된 시기라고 할 수 있다.
즉 1960년대의 실험적인 멀티프로그래밍 시스템과 시분할 시스템은 1970년대의 확고한 시스템으로 발전되었으나 아직도 개인용 컴퓨터는 마이크로 프로세서 기술의 지속적인 촉진에도 불구하고 아직 초기단계에 있었다.

▶근거리 지역 네트워크(LAN : Local Area Network)에서의 통신은 Ethernet 표준에 의해서 실용화
-미국 전역을 통한 컴퓨터 시스템의 통신이 증가되었는데 근거리 지역 네트워크(LAN: Local Area Network)에서의 통신은 Ethernet 표준에 의해서 실용화되고 경제적으로 되었다.

▶보안 문제가 증대됨과 아울러 암호화(encryption)가 많은 주목
-외부의 공격을 받기 쉬운 통신선을 통해 이동되는 다량의 정보를 보호하기 위하여 보안문제가 증대됨과 아울러 암호화(encryption)가 많은 주목을 받게 되었다. 암호화는 매우 사적인 데이터의 보호에 필요하며, 이는 교신 내용이 중간에 누출되더라고 지정된 수신자(또는 해독키를 갖고 있는 프로세서)외에는 누구도 사용을 불가능하도록 하는 것으로서 많은 주목을 끌었다.

(5) 1980년대
▶컴퓨터 구성 요소(component)의 가격 대 성능비가 엄청나게 향상
-1980년대에는 컴퓨터 구성 요소(component)의 가격 대 성능비가 엄청나게 향상되었다. 하드웨어는 부분적인 기능들을 쉽게 교체할 수 있는 카드를 이용하게 되어 융통성이 향상되다. 또한 가격은 점차 하락 되었고 많은 운영체제 기능들이 하드웨어 자체에 포함된 새로운 개념인 펌웨어(firmware : 제 2차 저장장치에 저장이 되는 개념과 반대로 ROM에 영원히 기억되는 프로그램)가 나오게 되었다. 이로 인해 이전에 정의되었던 프로그래머의 작업은 크게 바뀌게 되었다.
왜냐하면, 많은 프로그래밍 기능들이 시스템 소프트웨어에 의해 수행이 되게 되어 프로그래머의 작업이 점점 간단해졌기 때문이다.

▶멀티프로세싱에 적합하게 바뀜
-1980년대 컴퓨터 산업은 두 개 이상의 프로세서들을 이용하는 멀티프로세싱(multiprocessing) 환경으로 변화하게 되었고 하나의 작업을 대상으로 여러 개의 프로세서들이 상호 결합하여 서비스할 수 있도록 프로그래밍 언어도 복잡한 형태로 바뀌었다. 그 결과 병렬 프로그램의 실행이 가능해졌고, 모든 컴퓨터의 운영체제는 멀티프로세싱에 적합하게 바뀌어 갔다.

▶개인용 컴퓨터(personal computer)와 워크스테이션(workstation)의 시대
-1980년대는 개인용 컴퓨터(personal computer)와 워크스테이션(workstation)의 시대이다.
마이크로 프로세서 기술의 발전으로 1970년대의 메인프레임(mainframe)과 같이 강력한 데스크톱 컴퓨터(desktop computer)의 구축이 가능해졌다.
개개인들은 그들의 작업들을 수행하는 개인 소유의 컴퓨터를 가질 수 있으며 시스템과 시스템 사이의 데이터 전송을 위해 통신시설을 사용할 수 있다. 데이터를 처리하기 위해 집중적이고 대규모적인 컴퓨터 장치로 데이터를 가져오기보다는 그 데이터를 필요로 하는 장소에서 분산처리 되었다.

▶클라이언트/서버(client/server) 모델이 널리 퍼짐
-개인용 컴퓨터는 배우거나 사용하기가 쉬우므로 1970년대에는 큰 조직체에서만 컴퓨터를 장만하고 대화형 컴퓨터를 사용할 수 있었지만, 1980년대에는 거의 모든 사람들이 개인용 컴퓨터를 소유하고 접근하며 효율적으로 사용할 수 있었다.
컴퓨터 네트워크로 컴퓨터와 터미널 혹은 컴퓨터와 컴퓨터를 연결하여 서로 정보를 교환하거나 데이터를 검색하는 전자 우편, 파일 전송, 원격 데이터베이스 액세스 등이 확산되었다.
이와 함께 네트워크 상에서 다양한 서비스를 필요로 하는 클라이언트(client)와 하드웨어 혹은 소프트웨어 구성원으로 서비스를 수행하는 서버(server)로 구성되는 클라이언트/서버(client/server) 모델이 널리 퍼지게 되었다.

(6) 1990년대
▶병렬계산(parallel computing)과 분산계산(distributed computing)이 꽃을 피운 시기
-1990년대는 프로세서와 주기억장치의 급속한 발달과 상대적인 가격하락, 그리고 네트워크의 발달로 인해 병렬계산(parallel computing)과 분산계산(distributed computing)이 꽃을 피운 시기라고 할 수 있습니다. 이 시기에는 순차적 처리만으로는 계산능력을 증가시키는데 한계가 있어 많은 프로세서들을 병렬로 연결하여 동시에 작동하는 병렬구조로 전환하는 방법들이 강구되었습니다. 즉, 초당 10억 명령을 수행하는 컴퓨터 1,000대를 병렬로 연결하여 동시에 문제를 수행할 수 있도록 구성할 수 있게 되었습니다.
또한, 수년 전 컴퓨터 하드웨어는 매우 고가 기계였으며 사람의 인건비는 상대적으로 낮았으나 기술이 급속도로 발달하여 프로세서의 사용비가 낮아졌습니다. 10년 전만 해도 회사의 프로세서 사용시간의 90%가 보통 24시간 작동하는 소수의 메인프레임에 의존하는 것이 보통이었지만, 1990년대의 프로세서의 사용시간은 일반적으로 개인용 컴퓨터나 워크스테이션에 분산되었습니다. 즉 계산은 중앙집중(centralized)이 아닌 분산(distributed)으로 발전되었습니다.

▶네트워크와 멀티미디어 처리기술이 가장 발달한 시기
-1990년대는 네트워크와 멀티미디어 처리기술이 가장 발달한 시기라고 할 수 있습니다. 특히 통신망 중의 통신망 혹은 꿈의 통신망이라고 불리는 세계적인 네트워크인 인터넷(Internet)의 보급이 급속도로 확산됨에 따라 세계의 모든 컴퓨터들이 쉽게 연결되고 세계의 모든 정보를 원하는 장소에서 원하는 시간에 얻을 수 있게 되었고 텍스트 위주의 정보에서 벗어나 오디오나 비디오 그리고 애니메이션까지 다양한 정보를 컴퓨터시스템의 기반환경에서 효과적으로 처리할 수 있게 된 시기이기도 합니다.

▶그래픽 사용자 인터페이스(GUI : Graphic User Interface)를 강화하는 쪽으로 발전
-이 시기의 모든 운영체제들은 명령어 기반에서 벗어나 그래픽 사용자 인터페이스(GUI : Graphic User Interface)를 강화하는 쪽으로 발전되었으며 보편적으로 갖고 있는 기능들로는 선점형(preemptive) 멀티태스킹(multitasking)과 멀티스래딩(multithreading), 가상메모리, 메모리보호, 네트워크, 분산환경, 그리고 그래픽 사용자 인터페이스 등이 있습니다.

▶컴퓨터 산업의 활성화
-1990년대 컴퓨터 산업의 활성화와 함께 현재 개인용 컴퓨터 운영체제로는 Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, OS/2, Mac OS 등이 사용되었고 핸드헬드 PC 용으로는 Windows CE가 널리 이용되었고 고성능의 마이크프로세서가 탑재된 워크스테이션이나 서버시스템용으로는 Windows NT나 UNIX, 그리고 UNIX의 변형이라고 할 수 있는 Solaris와 Linux, 범용 컴퓨터용으로는 IBM의 OS/390가 널리 사용되었습니다.

(7) 2000년대

▶컴퓨터시스템은 초고속화, 고기능화, 초경량화 쪽으로 발전
-새로운 천년의 시작인 2000년대와 그 이후의 운영체제는 어떻게 발전될까?
반도체기술과 통신기술이 급속한 발전으로 인해 컴퓨터시스템은 초고속화, 고기능화, 초경량화 쪽으로 발전될 것이고, 이러한 하드웨어를 관리하는 가장 핵심적인 소프트웨어인 운영체제도 하드웨어의 처리능력을 극대화할 수 있도록 내부적으로 다양한 기능을 지원하면서 확장성과 호환성을 높이고 새로운 멀티미디어 기술을 수용할 수 있으며 사용자 편의성을 더욱 높이는 쪽으로 발전될 것으로 보인다.

▶고성능의 64비트 프로세서에 맞는 64비트 운영체제가 주류
-2000년대는 64비트 마이크로프로세서와 분산 및 병렬계산이 보편화되고 인터넷을 비롯한 각종 통신망이 고속화되고 더욱 확대됨에 따라 운영체제도 이러한 컴퓨터 환경을 네트워크 기반의 분산 및 병렬 운영체제가 보편화될 것으로 보여진다.
2000년대에서 컴퓨터 구조 기술과 네트워크 기술의 발달로 인해 32비트 운영체제보다는 고성능의 64비트 프로세서에 맞는 64비트 운영체제가 주류를 이루고 범용시스템보다는 서버시스템용 운영체제 그리고 네트워크 활용에 적합한 분산운영체제들이 각광을 받을 것으로 보인다.

▶새로운 사용자 인터페이스의 제공
-2000년대 운영체제가 갖게 될 특징들로는 보다 빠르고 강력한 성능과 더불어 마이크로소프트의 액티브 디렉토리(active directory)나 노벨(Novell)사의 NDS(Novell Directory Service) 등과 같은 분산환경을 위한 다양한 디렉토리 서비스, 분산환경의 활성화와 더불어 시스템의 각종 자원을 보호하기 위한 강력한 보안 기능, 크기가 작으나 강력하며 다양한 마이크로프로세서를 지원할 수 있어 웹폰, 웹TV, PDA, 그리고 가전제품 등의 정보기기 (IA ; Information Appliances)에 사용될 수 있는 높은 이식성, 그리고 전화나 TV처럼 누구나 쉽게 접근하고 이용할 수 있는 새로운 사용자 인터페이스의 제공등이 될 것으로 보여진다.

▶다양한 운영체제 이용 및 발전
-2000년대에는 LAN, WAN, 인터넷 등과 같은 다양한 통신망의 확대와 개방형 시스템의 발달로 어떤 특정 운영체제보다는 Windows 2000/NT/XP, UNIX, Linux, NetWare, Solaris 그리고 기타 다양한 UNIX 변형들과 가전제품이나 모빌 컴퓨터에 맞는 소형 운영체제들이 널리 이용되고 계속 발전될 것으로 보여진다.

5. 운영체제의 개방화 및 표준화
오늘날 컴퓨터와 통신설계에 있어서 가장 중요한 경향은 개방형 시스템(open system)에 대한 개발일 것입니다. 개방형 시스템은 그 명세(specification)가 널리 사용되어지고 받아들여지고 표준화되어진 계산 시스템 또는 통신 시스템을 말합니다. 지금부터는 개방화 시스템에 대해 배워보도록 하겠습니다.

1) 운영체제의 개방형 시스템 요소
운영체제 개방형 시스템의 요소에 대해 알아보도록 합시다.
(1) 개방형 통신 표준(open communication standards)
▶ISO에서 개발되고, 각각 COS(Corporation for Open Systems International), SPAG(Standards Promotion and Application Group), POSI(Promotion of OSI)에 의한 미국, 유럽, 일본에서 발표된 OSI 참조 모델과 같은 개방형 통신규격

(2) 개방형 운영체제 표준(open operating standards)
▶원래 AT&T사에 의해 개발되어 지금은 중요한 개방형 운영체제의 규격으로 널리 권해진 UNIX와 같은 개방형 운영체제 표준

(3) 개방형 사용자 인터페이스 표준(open user interface standards)
▶MIT에서 개발되어진 X Window 시스템과 같은 개방형 사용자 인터페이스 표준

(4) 개방형 사용자 응용 표준(open user application standards)
▶OSF(Open Software Foundation)와 X/Open과 같이 여러 단체에서 채용된 개방형 사용자 응용 표준 통신사업은 표준 환경에서 개발되었다. 즉, 전화기를 사용하여 다른 사람과 통신을 하려는 사람은 설비하고, 승낙하며, 다루고, 종료하는 것을 요구하는 동일한 규칙을 지켜야 한다.
그러나 요즘의 컴퓨터 산업은 각각의 하드웨어판매자가 그들 특유의 설계를 선택하려는 방향, 즉 특허설계가 증대되는 방향으로 발전하므로 다른 종류의 하드웨어를 사용하는 컴퓨터 시스템간의 상호작용을 거의 불가능하게 한다.
몇몇 사람들은 개방형 시스템의 논리가 혁신을 가로막는다고 생각하고 다른 사람들은 개방형 시스템에 의한 산업은 자금으로부터 자유롭기 때문에 보다 나은 기술혁신을 조장할 것이라고 주장한다.

2) UNIX 운영체제
개방형 운영체제의 대표적인 예로 UNIX를 살펴보겠습니다.

▶UNIX 운영체제
개방형 시스템 요소 중 개방형 운영체제 표준으로널리 알려진 UNIX 운영체제는 원래 1960년대 말에서 1970년대 초에 걸쳐 AT&T사에서 설계되었다. UNIX는 단순하고 정밀하여 대학과 산업계에 있는 연구자들의 관심을 끌게 되었고 회사들이 개방형 운영체제의 표준으로서 선택할 정도로 특별한 위치로 부상했다. UNIX는 마이크로 컴퓨터에서 슈퍼컴퓨터에 이르는 컴퓨터에 구현되는 유일한 운영체제로서 거의 대부분 컴퓨터 판매자들이 이를 구현했다. 그러나 UNIX의 표준이 가까운 장래에 나타날 것 같지는 않다. AT&T사에 의해 지속적으로 생산되고 있는UNIX System V는 산업계에 널리 쓰여지고 있으며, 대학에서는 AT&T 버전에서 나온 Berkley UNIX를 옹호한다. OSF(Open Software Foundation)는 IBM사의 AIX UNIX와 같은 시스템에 주된 바탕을 둔 UNIX의 버전을 생산하기 위해 결성되었다. 아마도 전세계적으로 퍼져 있는 컴퓨터 사회의 다양한 요구를 만족시키는 완전하고 유일한 운영체제는 없을 것이다.

[정리하기]
(1) 운영체제의 주된 역할은 자원의 관리이며 관리대상의 주된 자원은 컴퓨터 하드웨어인 프로세서, 기억장치, 입출력장치, 통신장치 등과 소프트웨어인 데이터, 정보 등이 있다.

(2) 운영체제의 구성은 네 개의 서브시스템인 기억장치 관리자(memory manager), 프로세서 관리자(processor manager), 장치 관리자(device manager), 파일 관리자(file manager)로 구성된다.

(3) 운영체제는 일괄처리(batch processing), 대화형(interactive), 실시간(realtime), 일괄처리와 대화형의 결합이라고 할 수 있는 하이브리드(hybrid) 시스템으로 구분할 수 있다.

(4) 일괄처리는 자료를 모아서 한꺼번에 처리하는 시스템을 말하며 대화형(interactive) 시스템은 일괄처리 시스템보다는 빠른 반환시간을 보여주지만 실시간(realtime) 시스템보다는 느리다.

(5) 실시간 시스템은 모든 시스템 중 가장 빠르며 결과 값이 현재의 결정에 영향을 주기 때문에 데이터의 처리가 극도로 빨라야 하고 반환시간이 매우 중요한 환경에서 사용된다.

(6) 1960년대에는 운영체제를 단지 하드웨어를 제어하는 소프트웨어로만 생각했으나 오늘날의 경향은 운영체제의 기능이 소프트웨어에서 기계어보다 한 단계 아래인 마이크로 명령어(micro-instruction)로 작성된 펌웨어(firmware)로 바뀌어 가는 경향이 있다.

(7) 하드웨어의 급속한 발전에 따라 머지않아 초당 10억 개 이상의 명령을 수행할 수 있는 개인용 컴퓨터가 보편화될 것이며 여러 개의 CPU를 탑재한 멀티프로세서 시스템이 21세기 컴퓨터 환경을 주도해 나갈 것으로 보여진다.

(8) 1940년대는 운영체제가 없었고 1950년대에는 한 번에 하나의 작업만을 순차적으로 처리하는 단일흐름 일괄처리, 1960년대는 멀티프로그래밍 개념의 도입, 1970년대에는 멀티모드 시분할 시스템의 보편화, 1980년대에는 멀티프로세싱 환경, 1990년에는 병렬계산과 분산계산의 보편화, 그리고 2000년대에는 모바일 환경과 유비쿼터스 기반의 운영체제와 64비트 운영체제가 주류를 이루게 될 것이다.

(9) 2000년대에는 LAN, WAN, 인터넷 등과 같은 다양한 통신망의 확대와 개방형 시스템으로 표준화되어 한 회사의 특정 운영체제보다는 Windows 2000, UNIX, Linux, NetWare, Solaris 그리고 기타 다양한 UNIX 변형들이 널리 이용될 것으로 본다.

(10) 향후 컴퓨터와 통신에 있어 가장 중요한 경향은 개방형 시스템의 개발이라고 할 수 있는데 개방형 시스템의 요소로는 개방형 통신표준, 개방형 운영체제 표준, 개방형 사용자 인터페이스 표준, 그리고 개방형 사용자 응용 표준 등이 있다.

[보충 자료]
운영체제란 무엇인가?
▶하드웨어를 제어하는 소프트웨어
▶컴퓨터 자원을 관리하는 소프트웨어
▶컴퓨터 사용을 편리하게 해주는 소프트웨어
▶응용 프로그램들의 수행을 도와주는 소프트웨어
▶사용자와 하드웨어사이의 매개체 역할

컴퓨터 시스템과 운영체제

운영체제의 구성요소

운영체제의 종류
▶일괄처리 운영체제 - 작업을 모아서 처리, OMR/OCR 사용
▶대화형 운영체제 - 시분할시스템, 일괄처리보다 빠른 응답
▶실시간 운영체제 - 가장 빠른 응답, 결과 값이 현재의 결정에 영향
▶하이브리드 운영체제 - 일괄처리와 대화형 처리의 합성

운영체제의 발전과정
▶1940년대 : 운영체제 없음
- 단지 기계적 스위치에 의해 작동

▶1950년대 : 단순 순차처리
- IBM 7이용 운영체제개발(GM)

▶1960년대 : 다중 프로그래밍
- 1964년 IBM S/360 운영체제 개발
- 다중대화식, 시분할처리, 다중모드

▶1970년대 : 다중모드시분할
- 일괄처리, 시분할처리, 실시간처리지원
- 근거리 지역 네트워크(ETHERNET)
- 다중처리의 대두, 암호화

▶1980년대 : 분산 네트워크
- 개인용 컴퓨터와 워크스테이션의 보급
- 각종 응용 프로그램의 개발
- 데이터베이스 활용 확대
- Client / Server

▶1990년대 : 개방형 시스템
- 사용자 편의성, 메뉴 지향적 운영체제
- 분산계산과 병렬계산
- ISDN, B-ISDN 등의 발전
- OSI 통신규약 사용

▶2000년대 : 분산 및 병렬화
- 다양한 기능, 확장성과 호환성의 극대화
- 네트워크 기반의 분산 및 병렬운영체제
- 64비트용 운영체제와 모빌컴퓨터용 운영체제

입․출력 장치의 발전추세
▶저속출력 ⇒ 고속출력
▶저해상도 ⇒ 고해상도
▶흑백 ⇒ 다양한 칼라
▶인터페이스의 향상
▶음성 입출력과 PDA를 통한 입출력,
▶멀티미디어 및 3차원 영상처리
▶텔레파시와 감성입력

2000년대 주요 운영체제
▶범용컴퓨터 운영체제 *VSE(Virtual Storage Extended) *OS/390(IBM), MSP/EX(FUJITSU)
▶중형컴퓨터 운영체제 *UNIX,LINUX,IRIX,AIX,HP-UX
▶소형컴퓨터 운영체제 *Windows 2000, 닷넷(모빌OS)

[출처] https://jaewonsoft.tistory.com/86

스케줄링 (컴퓨팅)

2014-07-06T18:20:37+09:00

스케줄링 (컴퓨팅)

위키백과, 우리 모두의 백과사전.

스케줄링은 다중 프로그래밍을 가능하게 하는 운영 체제의 동작 기법이다. 운영 체제는 프로세스들에게 CPU 등의 자원 배정을 적절히 함으로써 시스템의 성능을 개선할 수 있다.

유형

장기 스케줄링
중기 스케줄링
단기 스케줄링

단계

1단계 스케줄링

작업 스케줄링(Job scheduling)이라고도 한다. 어느 작업부터 시스템 내의 자원들을 실제로 사용할 수 있도록 할지를 결정한다. 작업들이 시스템에 들어오는 것을 승인하는 것이기 때문에 승인 스케줄링(Admission scheduling)이라고도 한다.

2단계 스케줄링

어느 프로세스부터 CPU를 차지할 수 있게 할지를 결정한다. 프로세스들을 보류시키고 다시 활성화시키는 기법을 사용하여 시스템에 대한 단기적인 부하를 조절한다. 그렇게 함으로써 시스템을 적절히 운영할 수 있다. 작업 승인(1단계)와 CPU 배당(3단계) 사이의 완충 작용을 한다.

3단계 스케줄링

CPU가 사용 가능한 경우 어느 프로세스에게 배당할지를 결정한다.

결정 시점

CPU 스케줄링의 결정 시점은 다음과 같은 프로세스의 상태 변화가 있을 때이다.

수행 → 대기
수행 → 준비
대기 → 준비
수행 → 종료

비선점형과 선점형

스케줄링 적용 시점에 따라 비선점형과 선점형의 2가지로 구분할 수 있다. 비선점형은 위의 결정 시점 중 1번과 4번의 상황에서만 수행되며, 선점형은 1번에서 4번까지 모든 상황에서 수행된다.

비선점형 스케줄링(Non-preemptive Scheduling) : 어떤 프로세스가 CPU를 할당 받으면 그 프로세스가 종료되거나 입출력 요구가 발생하여 자발적으로 중지될 때까지 계속 실행되도록 보장한다. 순서대로 처리되는 공정성이 있고 다음에 처리해야 할 프로세스와 관계없이 응답 시간을 예상할 수 있으며 선점 방식보다 스케줄러 호출 빈도 낮고 문맥 교환에 의한 오버헤드가 적다. 일괄 처리 시스템에 적합하며, CPU 사용 시간이 긴 하나의 프로세스가 CPU 사용 시간이 짧은 여러 프로세스를 오랫동안 대기시킬 수 있으므로, 처리율이 떨어질 수 있다는 단점이 있다.^[1]

선점형 스케줄링(Preemptive Scheduling) : 어떤 프로세스가 CPU를 할당받아 실행 중에 있어도 다른 프로세스가 실행 중인 프로세스를 중지하고 CPU를 강제로 점유할 수 있다. 모든 프로세스에게 CPU 사용 시간을 동일하게 부여할 수 있다. 빠른 응답시간을 요하는 대화식 시분할 시스템에 적합하며 긴급한 프로세서를 제어할 수 있다. '운영 체제가 프로세서 자원을 선점'하고 있다가 각 프로세스의 요청이 있을 때 특정 요건들을 기준으로 자원을 배분하는 방식이다.^[1]

정적 스케줄링과 동적 스케줄링

프로세스의 우선순위 변동 여부에 따라 정적 스케줄링과 동적 스케줄링으로 구분할 수 있다.

정적 스케줄링(Static Scheduling) : 프로세스에 부여된 우선순위가 바뀌지 않는다. 고정우선순위 스케줄링이라고도 한다.
동적 스케줄링(Dynamic Scheduling) : 스케줄링 과정에서 프로세스의 우선순위를 변동시킨다. 유동우선순위 스케줄링이라고도 한다.

스케줄링 알고리즘

스케줄링 알고리즘을 구현할 때 스케줄링의 여러 가지 목적 중 서로 상반되는 것이 있을 수 있다. 알고리즘 작성에는 일괄 처리인지와 대화형인지와, CPU, I/O의 사용 비율, 우선 순위 부여 여부와 부여할 경우 해당 프로세스의 선점 정도, 페이지 부재 정도가 고려된다.^[2]스케줄링 알고리즘에는 다음과 같은 종류가 있다.

비선점 프로세스 스케줄링

FCFS 스케줄링(First Come First Served Scheduling)
SJF 스케줄링(Shortest Job First Scheduling)
HRRN 스케줄링(Highest Response Ratio Next Scheduling)

선점 프로세스 스케줄링

RR 스케줄링(Round Robin Scheduling)
SRTF 스케줄링(Shortest Remaining-Time First Scheduling)
다단계 큐 스케줄링(Multilevel Queue Scheduling)
다단계 피드백 큐 스케줄링(Multilevel Feedback Queue Scheduling)
RM 스케줄링(Rate Monotonic Scheduling)
EDF 스케줄링(Earliest Deadline First Scheduling)

평가 기준

스케줄링 알고리즘은 다음과 같은 기준을 통해 평가할 수 있다.

CPU 사용률(CPU Utilization) : 전체 시스템 시간 중 CPU가 작업을 처리하는 시간의 비율.
처리량(Throughput) : CPU가 단위 시간당 처리하는 프로세스의 개수.
응답 시간(Response Time) : 대화식 시스템에서 요청 후 응답이 오기 시작할 때까지의 시간.
대기 시간(Waiting Time) : 프로세스가 준비 큐 내에서 대기하는 시간의 총합.
반환 시간(Turnaround Time) : 프로세스가 시작해서 끝날 때까지 걸리는 시간.

디스크의 RAID의 기술

2014-07-06T18:12:51+09:00

디스크의 RAID의 기술

.RAID-0:데이터를 블록으로 분할해서 저장하는 방식

.RAID-1:두 개의 물리적인 디스크에 각각 중복 저장하는 방식

.RAID-2:해밍코드 방식을 사용하여 디스크의 데이터 에러 검증에 사용하는 방식

.RAID-3:바이트 단위로 나누어 디스크에 저장하는 방식,쓰기 속도가 느림,패리티 정보 별도 보관

.RAID-4:파일을 블록으로 나누어 저장하는 방식,패리티 정보는 별도의 공간에 저장

.RAID-5:패리티 정보를 모든 블록의 스토리지에 나누어 저장

디스크의 RAID의 기술

.RAID-0:데이터를 블록으로 분할해서 저장하는 방식

.RAID-1:두 개의 물리적인 디스크에 각각 중복 저장하는 방식

.RAID-2:해밍코드 방식을 사용하여 디스크의 데이터 에러 검증에 사용하는 방식

.RAID-3:바이트 단위로 나누어 디스크에 저장하는 방식,쓰기 속도가 느림,패리티 정보 별도 보관

.RAID-4:파일을 블록으로 나누어 저장하는 방식,패리티 정보는 별도의 공간에 저장

.RAID-5:패리티 정보를 모든 블록의 스토리지에 나누어 저장

[출처] 전자계산기: 디스크의 RAID의 기술|작성자 제주 도민

[Raid 저장기술] LaCie RAID 기술 백서

2014-07-06T18:09:04+09:00

WP_RAID_kr.pdf

LaCie RAID 기술 백서

WP_RAID_kr.pdf
페이지 2

RAID 기술 백서
데이터 저장 분야의 전문가로서 LaCie는 거의 대부분의 컴퓨터 사용자가 스토리지 또는 백업 솔루션을 사용할 것이며 사람들이 다양한 방법으로 데이터를 사용하고 저장한다는 점을 파악하고 있습니다. 컴퓨터 사용자의 요구 사항에 따라 일부는 성능 및 용량에 우선 순위를 놓는 반면 다른 이들은 보안과 속도에 관심을 더 보일 수도 있습니다. 스토리지에 대한 사용자들의 이러한 광범위한 요구를 충족시키기 위해 LaCie의 전문가용 스토리지 장치는 RAID 기술을 활용하고 있습니다.
RAID(Redundant Array of Independents Disks )는 외장 스토리지 솔루션의 성능을 향상시켜 주는 단순한 기술입니다. RAID를 통해 필요에 맞게 장치를 사용할 수 있는 최선의 방법을 선택할 수 있습니다. 간단히 말해, RAID 기술은 하드 디스크 한 개의 작업을 여러(또는 최소 2개) 디스크로 나누거나 복사하여 성능을 향상시키거나 드라이브 손상을 대비하여 데이터 중복을 생성합니다. 장치의 RAID 모드를 설정하여 장치에서 데이터를 처리하는 방식을 직접 결정할 수 있습니다.
본 설명서는 LaCie 전문가용 스토리지 장치에 사용되는 여러 RAID 레벨과 속도, 보안 또는 RAID 어레이에서 하드 드라이브의 저장 용량을 최적화하도록 각 모드에서 사용되는 특성에 대해 설명합니다.

중요:
RAID 구성은 소프트웨어 또는 파일 시스템 손상 시 데이터 신뢰도를 보장하지 않습니다. 따라서 LaCie는 반드시 정기적으로 백업을 실시하여 데이터를 보호할 것을 권장합니다.

RAID 용어
RAID의 작동 방식을 보다 잘 이해하려면 먼저 아래의 용어들을 숙지해야 합니다.
스트라이핑(Striping)이란 다중 드라이브간의 데이터 분열을 말합니다. 일반적으로 스트라이핑된 RAID 어레이의 ..목적은 최대의 용량을 단 한 개의 볼륨으로 합치는 것입니다.
미러링(Mirroring)은 2개 이상의 디스크에 데이터를 복사하는 것입니다. 미러링된 RAID 어레이의 경우 대체로 어..레이의 RAID 레벨에 따라 데이터 손실 없이 어레이에서 한 개 이상의 디스크에 손상이 있는 것은 허용이 됩니다.
장애 허용성에 의해 RAID 어레이는 디스크가 손상되더라도 작업을 계속할 수 있습니다(즉 어레이에 저장된 데이..터를 사용자가 여전히 사용할 수 있음). 모든 미러링된 RAID 어레이가 사용하기 편리한 것은 아닙니다. 예를 들어 일부 RAID 장치는 손상된 디스크를 교체하기 전에 정지시켜야 합니다. 하지만 LaCie RAID 장치에는 "핫 스왑이 가능한" 디스크 교체 기능이 있어 손상된 디스크를 교체하는 동안에도 장치를 ON 상태로 유지시킬 수 있고 데이터 액세스가 가능합니다.

표준 RAID 레벨
RAID 0
RAID 0(일부 LaCie 장치에서는 FAST(고속) 모드라고도 불림)은 가장 빠른 RAID 모드입니다. 최소 2개 이상의 드라이브를 필요로 하며 RAID 0은 각 디스크에 데이터를 스트라이핑합니다. 하나의 논리 볼륨이 컴퓨터에 탑재되도록 각 디스크의 사용 가능한 용량이 함께 추가됩니다.
어레이에서 실제 디스크 한 개가 손상되는 경우 데이터의 일부가 모든 디스크에 기록되어 있으므로 모든 디스크의 데이터를 사용할 수 없게 됩니다.

응용 프로그램
RAID 0은 최대 속도와 최대 용량을 필요로 하는 사용자에게 이상적입니다. 대용량의 파일로 작업을 하는 비디오 편집가의 경우, 최적의 재생 성능을 위해 비디오의 다중 스트림 편집 시 RAID 0을 사용할 수도 있습니다. RAID 0 어레이는 파일로 활발하게 작업하는 데(비디오 편집 등) 더 적합하며 단 한 개의 스토리지 백업 솔루션으로 사용하거나 미션 크리티컬 시스템에서 사용해서는 안됩니다.

RAID 0이 있는 LaCie 제품
LaCie 2big quadra..
LaCie 4big quadra..
LaCie big disk quadra(내장형)..
LaCie little big disk quadra(내장형)..
LaCie 5big network..

RAID 0

RAID 1

RAID 3

RAID 0 용량 계산 방법
RAID 0 시스템 내 각 디스크의 용량은 모두 동일합니다.
RAID 레벨 0 구성에서 스토리지 용량은 드라이브의 수에 디스크의 용량을 곱해서 계산합니다.(C = n*d)
C = 사용 가능한 용량
n = 디스크의 수
d = 디스크의 용량
예를 들어 RAID 0 어레이에서 각 용량이 1,000 B인 드라이브가 4개 있다면 어레이의 총 용량은 4,000 GB가 됩니다.
C = (4*1,000)

RAID 3+Spare

RAID 5

RAID 5+Spare

RAID 6

RAID 0+1

RAID 10

Concatenation

JBOD

RAID 선택

RAID 1
RAID 1(일부 LaCie 장치에서는 SAFE(안전) 모드라고도 불림)은 최소 2개 이상의 드라이브를 필요로 하며 드라이브가 쌍을 이루어 작동하는 안전한 RAID 모드입니다. 하나의 논리 볼륨이 컴퓨터에 탑재되면 두 드라이브의 사용 가능한 결합된 용량은 최저 용량 디스크의 용량으로 제한됩니다. 실제 디스크 한 개가 손상될 경우 두 번째 디스크의 데이터를 즉시 사용할 수 있습니다. 디스크 한 개가 손상되는 경우 데이터 손실이 없습니다.

응용 프로그램
RAID 1은 한 개의 디스크가 손상될 경우에 대비하여 최대의 데이터 안전성을 제공하지만 데이터가 2회 기록되므로 기록 시 성능이 약간 저하됩니다. RAID 1은 속도보다 안전이 더 중요시 될 때 적합합니다.

RAID 1이 있는 LaCie 제품
LaCie 2big quadra..
LaCie 2big network..

RAID 1 용량 계산 방법
RAID 1 시스템 내 각 디스크의 용량은 모두 동일합니다.
RAID 레벨 1 구성에서 스토리지 용량은 드라이브의 수에 디스크의 용량을 곱한 다음 2로 나누어 계산합니다. 즉
C = n*d/2
여기서:
C = 사용 가능한 용량
n = 디스크의 수
d = 디스크의 용량
예를 들어 RAID 1 어레이에서 각각의 용량이 1,000 GB인 드라이브가 4개 있다면 어레이의 총 용량은 2,000 GB가 됩니다.
C = (4*1,000)/2

RAID 0

RAID 1

RAID 3

RAID 3+Spare

RAID 5

RAID 5+Spare

RAID 6

RAID 0+1

RAID 10

Concatenation

JBOD

RAID 선택

RAID 3
RAID 3은 하나의 볼륨이 컴퓨터에 탑재되도록 전용 패리티 디스크(그림에서 디스크 4, 우측)가 포함된 바이트-레벨 스트라이핑을 사용합니다. RAID 3 어레이는 데이터 손실 없이 한 개의 디스크가 손상되는 것을 허용할 수 있습니다. 실제 디스크 한 개가 손상될 경우 손상된 디스크의 데이터가 대체 디스크에서 복구될 수 있습니다. 데이터가 대체 드라이브에 복구되기 전에 두 번째 디스크마저 손상되면 어레이의 모든 데이터가 손실됩니다.

응용 프로그램
RAID 3은 비디오 파일과 같이 길고 순차적인 파일이 읽혀지는 환경에서 양질의 데이터 안전성을 제공합니다. 데이터가 패리티 블록에서 읽혀지므로 디스크가 손상되더라도 서비스가 중단되지 않습니다. RAID 3은 비디오 편집가와 같이 데이터에 지속적으로 액세스하고 어느 정도의 성능을 요하는 사람들에게 유용합니다. 무작위 읽기 성능이 전용 패리티 디스크에 의해 제한되므로 RAID 3은 비순차적인 파일을 집중적으로 사용하는 작업에는 적합하지 않습니다.

RAID 3가 있는 LaCie 제품
LaCie 4big quadra..

RAID 3 용량 계산 방법
RAID 3 시스템 내 각 디스크의 용량은 모두 동일합니다.
RAID 레벨 3 구성에서 스토리지 용량은 드라이브의 수에서 1을 뺀 다음 디스크의 용량을 곱해서 계산합니다. 즉
C = (n-1)*d
여기서:
C = 사용 가능한 용량
n = 디스크의 수
d = 디스크의 용량
예를 들어 RAID 3 어레이에서 각각의 용량이 1,000 GB인 드라이브가 4개 있다면 어레이의 총 용량은 3,000 GB가 됩니다.
C = (4-1)*1,000

RAID 0

RAID 1

RAID 3

RAID 3+Spare

RAID 5

RAID 5+Spare

RAID 6

RAID 0+1

RAID 10

Concatenation

JBOD

RAID 선택

RAID 3+Spare
RAID 3+Spare의 경우 어레이에서 한 개의 디스크는 비어 있습니다. 어레이에서 한 개의 드라이브가 손상될 경우 손상된 디스크의 데이터가 자동으로 비어 있는 또는 "예비" 디스크에 복구됩니다.

응용 프로그램
RAID 3+Spare의 경우 시스템이 스스로 핫 스페어를 사용하여 복구되므로 디스크가 손상되더라도 즉시 주의를 기울일 필요는 없지만 손상된 디스크는 최대한 신속히 교체해야 합니다.

RAID 3+Spare가 있는 LaCie 제품
LaCie 4big quadra..

RAID 3+Spare 용량 계산 방법
RAID 3+Spare 시스템 내 각 디스크의 용량은 모두 동일합니다.
RAID 3+Spare 구성에서 스토리지 용량은 드라이브의 수에서 2를 뺀 다음 디스크의 용량을 곱해서 계산합니다. 즉
C = (n-2)*d
여기서:
C = 사용 가능한 용량
n = 디스크의 수
d = 디스크의 용량
예를 들어 RAID 3+Spare 어레이에서 각각의 용량이 1,000 GB인 드라이브가 4개 있다면 어레이의 총 용량은 2,000 GB가 됩니다.
C = (4-2)*1,000

RAID 0

RAID 1

RAID 3

RAID 3+Spare

RAID 5

RAID 5+Spare

RAID 6

RAID 0+1

RAID 10

Concatenation

JBOD

RAID 선택

RAID 5
RAID 5는 RAID 0의 스트라이핑과 최소 3개 이상의 디스크가 있는 어레이에서의 데이터 중복을 모두 제공합니다.
RAID 5가 RAID3와 다른 점은 전체 용량을 약간 줄임으로써 RAID 3 구성이 보다 나은 성능을 제공한다는 것입니다. 모든 디스크에 걸쳐 데이터가 스트라이핑되며 각 데이터 블록의 패리티 블록(P)은 동일한 스트라이프 상에 기록됩니다. 실제 디스크 한 개가 손상될 경우 손상된 디스크의 데이터가 대체 디스크에서 복구될 수 있습니다. 한 개의 디스크가 손상될 경우 데이터가 손실되지 않지만 대체 드라이브에 데이터가 복구되기도 전에 두 번째 디스크가 손상되면 어레이의 모든 데이터가 손실됩니다.

응용 프로그램
RAID 5는 디스크 공간의 효율적인 사용에 데이터 안전성까지 제공합니다. 데이터가 패리티 블록에서 읽혀지므로 디스크가 손상되더라도 서비스가 중단되지 않습니다. RAID 5는 보관 작업 및 비디오 편집가와 같이 데이터에 지속적으로 액세스하고 어느 정도의 성능을 요하는 사람들에게 유용합니다.

RAID 5가 있는 LaCie 제품
LaCie 4big quadra..
LaCie 5big network..

RAID 0

RAID 5 용량 계산 방법
RAID 5 시스템 내 각 디스크의 용량은 모두 동일합니다.
RAID 레벨 5 구성에서 스토리지 용량은 드라이브의 수에서 1을 뺀 다음 디스크의 용량을 곱해서 계산합니다. 즉
C = (n-1)*d
여기서:
C = 사용 가능한 용량
n = 디스크의 수
d = 디스크의 용량
예를 들어 RAID 5 어레이에서 각각의 용량이 1,000 GB인 드라이브가 4개 있다면 어레이의 총 용량은 3,000 GB가 됩니다.
C = (4-1)*1,000

RAID 1

RAID 3

RAID 3+Spare

RAID 5

RAID 5+Spare

RAID 6

RAID 0+1

RAID 10

Concatenation

JBOD

RAID 선택

RAID 5+Spare
RAID 5+Spare는 RAID 5 어레이에 있는 한 개의 디스크가 스페어로 사용되어 디스크가 손상되면 즉시 시스템을 복구합니다. 최소 4개 이상의 디스크가 필요합니다.
실제 디스크 한 개가 손상될 경우 데이터가 패리티 블록에서 읽혀지므로 계속해서 데이터를 사용할 수 있습니다. 손상된 디스크의 데이터는 핫 스페어 디스크로 복구됩니다. 손상된 디스크가 교체되면 교체품이 새로운 핫 스페어가 됩니다. 한 개의 디스크가 손상될 경우 데이터가 손실되지 않지만 핫 스페어에 시스템이 복구되기도 전에 두 번째 디스크가 손상되면 어레이의 모든 데이터가 손실됩니다.

응용 프로그램
RAID 5+Spare의 주요 이점은 데이터가 예비 드라이브에 복구되는 동안에도 사용자가 데이터에 계속해서 액세스할 수 있다는 것입니다. RAID 5+Spare는 데이터 안전성이 좋은 편이지만 나머지 디스크 중 하나가 손상될 때까지 사용되지 않는 핫 스페어가 존재하므로 디스크 공간에 있어 제약을 받습니다. 시스템이 스스로 핫 스페어를 사용하여 복구되므로 디스크가 손상되더라도 즉시 주의를 기울일 필요는 없지만 손상된 디스크는 최대한 신속히 교체해야 합니다.

RAID 5+Spare가 있는 LaCie 제품
LaCie 4big quadra..
LaCie 5big network..

RAID 0

RAID 1

RAID 5+Spare 용량 계산 방법
RAID 5+Spare 시스템 내 각 디스크의 용량은 모두 동일합니다.
RAID 5+Spare 구성에서 스토리지 용량은 드라이브의 수에서 2를 뺀 다음 디스크의 용량을 곱해서 계산합니다. 즉
C = (n-2)*d
여기서:
C = 사용 가능한 용량
n = 디스크의 수
d = 디스크의 용량
예를 들어 RAID 5+Spare 어레이에서 각각의 용량이 1,000 GB인 드라이브가 4개 있다면 어레이의 총 용량은 2,000 GB가 됩니다.
C = (4-2)*1,000

RAID 3

RAID 3+Spare

RAID 5

RAID 5+Spare

RAID 6

RAID 0+1

RAID 10

Concatenation

JBOD

RAID 선택

RAID 6
RAID 6의 경우 모든 디스크(최소 4개 이상)에 걸쳐 데이터가 스트라이핑되며 각 데이터 블록에 대한 두 개의 패리티 블록(우측 그림에서 p와 q)이 동일한 스트라이프 상에 기록됩니다. 실제 디스크 한 개가 손상될 경우 손상된 디스크의 데이터가 대체 디스크에서 복구될 수 있습니다. 이러한 RAID 모드는 데이터 손실 없이 최대 2개의 디스크 손상까지는 허용됩니다. RAID 6는 손상된 디스크의 데이터를 보다 신속하게 복구합니다.

응용 프로그램
RAID 6는 드라이브 손상 시 효율적인 복구 외에 데이터 신뢰도를 제공합니다. 따라서 RAID 6는 성능보다는 중요한 보안을 필요로 하는 사람들에게 유용합니다.

RAID 6가 있는 LaCie 제품
LaCie 5big network..

RAID 6 용량 계산 방법
RAID 6 시스템 내 각 디스크의 용량은 모두 동일합니다.
RAID 6 구성에서 스토리지 용량은 드라이브의 수에서 2를 뺀 다음 디스크의 용량을 곱해서 계산합니다. 즉
C = (n-2)*d
여기서:
C = 사용 가능한 용량
n = 디스크의 수
d = 디스크의 용량
예를 들어 RAID 6 어레이에서 각각의 용량이 1,000 GB인 드라이브가 5개 있다면 어레이의 총 용량은 3,000 GB가 됩니다.
C = (5-2)*1,000

RAID 0

RAID 1

RAID 3

RAID 3+Spare

RAID 5

RAID 5+Spare

RAID 6

RAID 0+1

RAID 10

Concatenation

JBOD

RAID 선택

중첩 RAID 레벨
RAID 0+1
RAID 0+1은 스트라이핑된 한 세트의 미러로 구성된 안전한 RAID 모드입니다. RAID 0+1 어레이는 4배수의 디스크를 필요로 합니다. 5개의 디스크가 있는 LaCie 제품의 경우 RAID 0+1 어레이에서는 다섯 번째 디스크가 예비 디스크가 되거나 사용되지 않습니다. 우측 그림에서 어레이 B는 어레이 A의 미러입니다.
손상된 디스크가 다른 RAID 0 쌍의 일부가 아닌 경우에 한해 RAID 0+1 어레이에서는 데이터 손실 없이 최대 2개의 디스크 손상이 허용됩니다. 이 그림의 경우 디스크 1과 디스크 2의 손상이 허용되며 데이터는 디스크 3과 4에 보존됩니다.

응용 프로그램
RAID 0+1은 RAID 0의 스트라이핑으로 인해 속도가 빠르지만 장치의 사용 가능한 용량은 절반이 됩니다(어레이 내 모든 디스크의 용량이 동일하다는 가정하에).

RAID 0+1이 있는 LaCie 제품
현재 출시된 LaCie 제품이 없음..

RAID 0+1 용량 계산 방법
RAID 0+1 시스템 내 각 디스크의 용량은 모두 동일합니다.
RAID 0+1 구성에서 스토리지 용량은 드라이브의 수에 디스크 용량을 곱한 다음 2로 나누어 계산합니다. 즉
C = n*d/2
여기서:
C = 사용 가능한 용량
n = 디스크의 수
d = 디스크의 용량
예를 들어 RAID 0+1 어레이에서 각각의 용량이 1,000 GB인 드라이브가 4개 있다면 어레이의 총 용량은 2,000 GB가 됩니다.
C = (4*1,000)/2

RAID 0

RAID 1

RAID 3

RAID 3+Spare

RAID 5

RAID 5+Spare

RAID 6

RAID 0+1

RAID 10

Concatenation

JBOD

RAID 선택

RAID 10
RAID 10(RAID 1+0이라고도 불림)은 다른 레벨(특히 RAID 1과 RAID 0)의 속성을 결합시킨 또 다른 RAID 레벨입니다. 이는 미러링된 두 개의 어레이에 걸쳐 데이터가 스트라이핑되었음을 의미하는 "미러링된 세트의 스트라이프"입니다. 스트라이핑은 어레이간에 발생하며 미러링은 동일한 어레이 내에서 일어납니다. 이러한 미러링 덕분에 복구가 매우 신속하게 이루어집니다. RAID 10 어레이는 4배수의 디스크를 필요로 합니다. 5개의 디스크가 있는 LaCie 제품의 경우 RAID 10 어레이에서는 다섯 번째 디스크가 예비 디스크가 되거나 사용되지 않습니다. 우측 그림을 참조하십시오.
RAID 10 어레이의 경우 데이터 손실 없이 미러링된 각각의 쌍에서 한 개의 디스크에 손상이 허용됩니다. 하지만 손상된 디스크가 있는 어레이 내 작동 디스크는 엔트리 어레이에 대해 맹점이 됩니다. 미러링된 쌍의 두 번째 디스크가 손상되면 전체 어레이가 소실됩니다.

응용 프로그램
RAID 10은 RAID 0의 스트라이핑으로 인해 속도가 빠르지만 장치의 사용 가능한 용량은 절반이 됩니다(어레이 내 모든 디스크의 용량이 동일하다는 가정하에).

RAID 10이 있는 LaCie 제품
LaCie 4big quadra..
LaCie 5big network..

RAID 10 용량 계산 방법
RAID 10 시스템 내 각 디스크의 용량은 모두 동일합니다.
RAID 10 구성에서 스토리지 용량은 드라이브의 수에 디스크 용량을 곱한 다음 2로 나누어 계산합니다. 즉
C = n*d/2
여기서:
C = 사용 가능한 용량
n = 디스크의 수
d = 디스크의 용량
예를 들어 RAID 10 어레이에서 각각의 용량이 1,000 GB인 드라이브가 4개 있다면 어레이의 총 용량은 2,000 GB가 됩니다.
C = (4*1,000)/2

RAID 0

RAID 1

RAID 3

RAID 3+Spare

RAID 5

RAID 5+Spare

RAID 6

RAID 0+1

RAID 10

Concatenation

JBOD

RAID 선택

기타 구성
Concatenation
디스크가 연결되면 디스크의 용량이 합쳐지고 어레이 내 1차 디스크에 데이터가 기록된 후 용량이 다 차면 다음 디스크에 이어서 기록됩니다. Concatenation(연결)로 인해 성능 또는 데이터 안전성이 향상되지는 않습니다. 이는 단지 물리적인 두 개의 디스크를 전체 용량이 보다 큰 하나의 볼륨으로 합치는 방식일 뿐입니다.
Concatenation(연결)을 통해 어레이 내 모든 디스크의 용량을 완전히 사용할 수 있으며 디스크 손상 시에도 대부분의 데이터가 보존될 수 있습니다. 손상된 디스크의 데이터와 손상된 디스크 및 작동 디스크에 부분적으로 기록된 데이터만 손실됩니다.

Concatenation 모드가 있는 LaCie 제품
LaCie 2big network..
LaCie Ethernet Disk..
LaCie 2big quadra..
LaCie 4big quadra..

Concatenation 용량 계산 방법
Concatenation 구성에서 스토리지 용량은 드라이브의 수에 디스크의 용량을 곱해서 계산합니다. 즉C = n*d
여기서:
C = 사용 가능한 용량
n = 디스크의 수
d = 디스크의 용량
예를 들어 Concatenation 어레이에서 각각의 용량이 1,000 GB인 드라이브가 4개 있다면 어레이의 총 용량은 4,000 GB가 됩니다.
C = (4*1,000)

RAID 0

RAID 1

RAID 3

RAID 3+Spare

RAID 5

RAID 5+Spare

RAID 6

RAID 0+1

RAID 10

Concatenation

JBOD

RAID 선택

JBOD
JBOD는 Just a Bunch of Disks(한 묶음의 디스크)를 의미합니다. 별도 장치의 일부든지 동일한 장치이든지간에 어레이 내 각 디스크는 별도의 디스크로서 컴퓨터에 탑재됩니다.

JBOD 모드가 있는 LaCie 제품
현재 출시된 LaCie 제품이 없음..

JBOD 용량 계산 방법
각각의 디스크 용량의 합이 곧 JBOD 어레이의 전체 용량이 됩니다. 즉
C = n*d
여기서:
C = 사용 가능한 용량
n = 디스크의 수
d = 디스크의 용량
예를 들어 JBOD 어레이에서 각각의 용량이 1,000 GB인 드라이브가 4개 있다면 어레이의 총 용량은 4,000 GB가 됩니다.
C = (4*1,000)

RAID 0

RAID 1

RAID 3

RAID 3+Spare

RAID 5

RAID 5+Spare

RAID 6

RAID 0+1

RAID 10

Concatenation

JBOD

RAID 선택

RAID 5

RAID 5+Spare

RAID 6

RAID 0+1

RAID 10

Concatenation

JBOD

RAID 선택

RAID 3+Spare

RAID 3

RAID 1

RAID 0

LaCie RAID 기술 백서

페이지 13

RAID0
H
H
H *
H *
H

RAID1
H
H

RAID3
H

RAID3+Spare
H

RAID5
H
H

RAID5+Spare
H
H

RAID6
H

RAID0+1

RAID10
H
H

Concatenation
H
H
H
H

JBOD

* 내장형

LaCie 2big quadra

LaCie 4big quadra

LaCie big disk quadra

LaCie little big disk quadra

LaCie Ethernet Disk

LaCie 2big network

LaCie 5big network

LACIE 소개
최첨단 엔지니어링과 독특한 설계 미학을 추구해 온 풍부한 경험을 통하여 LaCie는 모양과 기능이 완벽한 조화를 이룬 제품을 제작하는 것으로 최고의 명성을 얻었습니다. LaCie의 하드 디스크, 네트워크 및 RAID 솔루션, 광 드라이브, 디스플레이, 액세서리를 이용하면 플랫폼 또는 구성과 상관 없이 고객의 컴퓨팅 환경을 향상시키고 확장할 수 있습니다.
Neil Poulton, Ora-Ito, Karim Rashid, Sam Hecht를 비롯한 세계 정상급 디자이너들의 독창적인 스타일을 선보인 LaCie의 수상 제품들은 매력적인 외관과 더불어 뛰어난 안정성과 다양한 성능을 자랑합니다. LaCie는 최첨단 제품을 종종 시장에 최초로 출시하는 글로벌 리더로서 끊임없이 목표를 상향 조정해가며 새로운 업계 표준을 정립하고 있습니다.
최신 제품 사양을 보려면 LaCie 웹 사이트(www.lacie.com)를 방문하십시오. 다국어로 제공되므로 전세계 어디에서든지 이용할 수 있으며, 이 웹 사이트를 통해 온라인으로 제품을 구매하거나, 기술 지원 센터에 문의하거나, 가까운 영업소나 대리점을 검색할 수 있습니다.

www.lacie.com

본 설명서의 정확성을 기하기 위한 최선의 노력에 불구하고, 본 설명서에서의 오류 또는 누락으로 인한 책임 또는 본 설명서에 포함된 정보 사용으로 인해 발생한 문제에 대해 LaCie는 책임을 지지 않습니다.

[가상기억장치관리기법] workingset : C09가상기억장치관리기법2.pdf

2014-07-05T17:59:39+09:00

[가상기억장치관리기법] workingset : C09가상기억장치관리기법2.pdf

C09가상기억장치관리기법2.pdf

02 시스템응용 : 운영체제 (OS)

[기술사/기술지도사 대비] 운영체제의 개요

[기술사/기술지도사 대비] 운영체제의 개요

스케줄링 (컴퓨팅)

스케줄링 (컴퓨팅)

목차

유형

단계

결정 시점

비선점형과 선점형

정적 스케줄링과 동적 스케줄링

스케줄링 알고리즘

평가 기준

﻿디스크의 RAID의 기술

[Raid 저장기술] LaCie RAID 기술 백서

[가상기억장치관리기법] workingset : C09가상기억장치관리기법2.pdf

디스크의 RAID의 기술