[쉽게 배우는 운영체제 연습문제 심화문제 정답] 1장

[쉽게 배우는 운영체제 연습문제 심화문제 정답] 1장

 

 

쉽게 배우는 운영체제 출처:구글

 

[연습문제]

1. 사용자에게 편리한 인터페이스 환경을 제공하고 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리하는 소프트웨어는 무엇인가? 

운영체제

2. 가전제품과 같이 CPU의 성능이 낮고 메모리 크기도 작은 시스템에 내장하도록 만든 운영체제를 무엇이라고 하는가?

임베디드 운영체제

3. 사용자가 원하는 기능을 수행하기 위해 컴퓨터 자원을 사용하는 소프트웨어는 무엇인가? 

응용프로그램

4. 운영체제가 없는 컴퓨터에서는 어떤 문제가 발생하는지 설명하시오. 

만들 당시에 구현한 기능 외에 다른 기능을 추가하거나 성능을 향상 시킬 수 없다.

5. 기계와 사용자 사이에 명령을 전달하고 처리한 결과를 알려주는 것을 무엇이라고 하는가? 

인터페이스

6. 프로그램과 데이터를 한 번에 입력한 후 작업의 최종 결과만 얻는 운영체제 방식을 무엇이라고 하는가?

일괄 작업 시스템 (batch job system)

7. 프로그램이 진행되는 도중에 사용자로부터 데이터를 입력받아 프로그램 진행에 반영할 수 있는 운영체제 방식을 무엇이라고 하는가? 

대화형 시스템

8. CPU 사용 시간을 쪼개어 여러 개의 프로그램이 동시에 실행되는 것처럼 보이는 운영체제 방식을 무엇이라고 하는가? 

시분할 시스템

9. 멀티프로그래밍 수준은 동시에 실행되는 작업의 개수를 나타낸다. 멀태프로그래밍 수준이 1인 시스템을 무엇이라고 하는가? 

일괄 작업 시스템 (batch job system)

10. 멀티프로그래밍 수준이 2보다 크거나 같은 시스템을 두 개 이상 쓰시오. 

다중 사용자 시스템, 시분할 시스템

11. 특정 작업이 일정 시간 안에 처리되도록 보장하는 시스템을 무엇이라고 하는가? 

실시간 시스템

12. 작고 싼 컴퓨터를 네트워크로 묶어 대형 컴퓨터와 같은 일을 할 수 있도록 만든 시스템을 무엇이라고 하는가? 

분산 시스템

13. 서버 없이 말단 노드끼리 데이터를 주고받는 시스템을 무엇이라고 하는가? 

P2P 시스템

14. 커널이 자신의 자원을 보호하기 위해 만든 함수의 집합을 무엇이라고 하는가? 

시스템 호출

15. 커널과 하드웨어 사이의 인터페이스를 무엇이라고 하는가? 

드라이버

16. 커널의 핵심 기능을 구현하는 모듈들이 구분 없이 하나로 구성되어 있는 커널 구조를 무엇이라고 하는가 

단일형 구조 커널

17. 커널의 기능을 최소화하여 여러 컴퓨터에 이식하기 쉽게 만든 커널 구조를 무엇이라고 하는가? 

마이크로 구조 커널

18. 서로 다른 운영체제에서 하나의 응용 프로그램으로도 작동할 수 있도록 만든 시스템을 무엇이라고 하는가? 

가상머신

 

[심화문제]

1.운영체제의 역할을 설명하시오.

첫째, 자원관리로 컴퓨터로 키보드, 네트워크카드, 사운드카드 등의 컴퓨터자원을 사용할 때, 운영체제는 자원을 응용 프로그램에 나누어 주어 사용자가 원할하게 작업할 수 있도록 돕는다. 

둘째, 비정상적인 작업으로부터 컴퓨터 자원을 지킨다.

셋째, 다양한 장치를 사용할 수 있도록 해주는 하드웨어 인터페이스를 제공한다. 운영체제는 CPU, 메모리, 키워드, 마우스와 같은 다양한 하드웨어를 일관된 방법으로 사용할 수 있도록 지원한다. 하드웨어 인터페이스가 자동으로 설치되게 함으로써 하드웨어의 종류에 상관없이 사용할 수 있게 해준다. 

넷째, 사용자 인터페이스를 제공한다. 이는 사용자가 운영체제를 편리하게 사용하도록 지원하기 위함이다. 그래픽 사용자 인터페이스(GUI), 스마트 폰의 터치 스크린등이 있다.

 

2.운영체제의 목표를 설명하시오.

첫째, 효율성이다. 적은 자원을 사용하여 결과를 빨리 보여주는 것이 효율적인 운영체제이다. 같은 자원을 사용하여 더 많은 작업량을 처리하거나, 같은 작업량을 처리하는 데 보다 적은 자원을 사용하는 것이다. 일반적으로 운영체제의 크기를 최소화하고 운영체제가 사용하는 코드를 최적화해야한다.

둘째, 안정성이다. 운영체제는 하드웨어 전체를 관리하는 소프트웨어로, 사용자와 응용 프로그램은 운영체제 위에서 작업을 한다 볼 수 있다. 운영체제가 불안정하면 모든 작업이 불안해 질 수 있으므로 안정성이 담보되어야 한다.

셋째, 확장성이다. 운영체제는 다양한 시스템 자원을 추가하거나 제거하기가 편리해야 한다. 하드웨어의 종류에 상관없이 꽂으면 바로 실행할 수 있는 플러그 앤드 플레이 기능을 제공해야한다. 

넷째, 편리성이다. 사용자가 편리하게 작업할 수 있는 환경을 제공해야 한다. 운영체제 입장에서 효율서만 높이려면 응용 프로그램이나 사용자에게 제약을 가하면 되지만, 사용자가 불편을 겪는다. 응용 프로그램과 사용자에게 다양한 편리성을 제공하면서도 자원의 낭비 요소를 막아야한다.

3. CPU 집중 작업과 입출력 집중 작업에 대해 설명하시오.

CPU 집중 작업은 일괄 작업 시스템에서 프로그램이 실행되는 동안에 입출력이 불가능하기 때문에 대부분의 작업이 CPU만 사용하는 계산 작업을 말한다. 

입출력 집중 작업은 대화형 시스템에서 프로그램이 실행되는 동안에 입출력이 가능하기 때문에 입출력 집중 작업(I/O bound job)이 생겨났다.

4. 실시간 시스템에 대해 설명하시오.

특정 시스템에서 일정 시간 안에 작업이 처리되도록 보장하는 시스템을 실시간 시스템(Real Time System)이라 한다. 원자력이나 미사일을 제어하는 시스템은 중요한 작업이 일정 시간 안에 끝나지 않으면 심각한 문제가 발생할 수 있으므로 시분할 시스템이 아닌 실시간 시스템을 사용한다.

 

5. 클라우드 컴퓨팅에 대해 설명하시오.

언제 어디서나 응용 프로그램과 데이터를 자유롭게 사용할 수 있는 컴퓨터 환경으로 그리드 컴퓨팅과 SaaS를 합쳐놓은 형태이다. 하드웨어를 포함한 시스템이 구름에 가려진 것처럼 사용자에게 보이지 않는 컴퓨터 환경이라는 의미에서 클라우드라는 명칭이 붙게 되었다.

 

6. API와 SDK를 비교하여 설명하시오.

API는 응용 프로그램이 자신과 연관된 프로그램을 만들 수 있도록 제공하는 인터페이스이다. 시스템 호출보다 광법위한 개념이며, 운영체제의 API를 시스템호출이라 정의할 수 있다.

SDK는 프로그램 개발자를 위해 API 및 API 사용 매뉴얼뿐만 아니라 프로그램 개발에 필요한 코드 편집기와 에뮬레이터 같은 각종 개발용 응용 프로그램까지 하나로 묶어서 배포하는 개발 툴을 말한다. 

 

7. 단일형 구조 커널의 특징을 설명하시오.

첫째, 모듈이 거의 분리 되지 않았다. 모듈 간의 통신 비용이 줄어들어 효율적인 운영이 가능하지만, 버그나 오류를 처리하기 어렵다.

둘째, 운영체제의 여러 기능이 서로 연결되어 있어 기능상의 작은 결함이 시스템 전체로 확산될 수 있다.

셋째, 다양한 환경의 시스템에 적용하기 어렵다. 단일형 구조에서는 수정이 어렵기 때문이다.

넷째, 현대의 운영체제는 매우 크고 복잡하기 때문에 완전 단일형 구조의 운영체제를 구현하기가 어렵다.

 

8. 마이크로 구조 커널의 특징을 설명하시오.

운영체제가 프로세스 관리, 메모리 관리, 프로세스 간 통신 관리 등 가장 기본적인 기능만 제공한다. 커널의 구조는 운영체제의 많은 부분이 사용자 영역에 구현되어 있다. 마이크로 구조에서 각 모듈은 독립적으로 작동하기 때문에 하나의 모듈이 실패하더라도 전체 운영체제가 멈추지 않는다.