시중에는 운영체제에 관련된 책들이 많이 나와 있으나 운영체제별 특성이 다르듯이 각 책들마다 내용의 특성이 다르기 때문에 독자들이 적절한 책을 선택하는 것은 매우 중요한 일입니다.

 

이 책은 대학에서 컴퓨터를 배우려고 하는 학생들이나 사회에서 컴퓨터 관련 정보산업에 종사하는 전문가들을 위한 컴퓨터 운영체제 전문 교재로서, 어느 특정 운영체제에 중점을 둔 것이 아니라 여러 시스템에 공통된 기본적인 개념을 기초로 집필해서 쉽게 배울 수 있습니다.

8장의 정보 보호 및 보안, 10장의 분산 처리 시스템과 11장의 임베디드 시스템/AI 운영체제 등은 그 자체가 하나의 과목으로 배워야 될 내용들입니다. 하지만 이 책에서는 간단히 소개하는 것이 바람직하다고 생각되어 상세히 기술하지 않고 기본적인 내용들만 간략히 소개하였으며, 부록에는 유닉스와 안드로이드 시스템의 개요를 소개하였습니다.

 

많은 내용들을 더 보완하고 새로운 내용들을 소개하고 싶지만, 소개된 내용들만으로도 대학에서 한 학기에 배우기에는 많은 부담이 되리라 생각됩니다. 하지만 필요에 따라서 선별하여 활용한다면 더욱 효율적일 것이라 생각합니다. 저자가 이 책을 집필하면서 바라는 바는 독자 여러분께서 이 책을 통하여 운영체제의 분석과 평가 능력을 배양하여 운영체제 전반에 필요한 지식을 획득하는 데 도움이 되었으면 하는 것입니다.

이번 개정판에서는 다소 미흡했던 병렬 시스템과 임베디드 시스템, IoT 및 AI 운영체제 등에 대한 내용을 보완하고 오탈자 등을 수정하였습니다. 아직도 충분치 못하여 미비점이 있을 것으로 생각되나 추후 다시 수정 보완할 것을 약속드리면서 본 개정판을 출간합니다.

[목 차]

CHAPTER 01 소개

1.1 개요

1.2 운영체제의 유형

1.2.1 일괄 처리 시스템(batch processing system)

1.2.2 다중 프로그래밍 시스템(multiprogramming system)

1.2.3 시분할 시스템(time-sharing system)

1.2.4 실시간 시스템(real-time system)

1.2.5 다중 처리 시스템(multiprocessing system)

1.2.6 개인용 컴퓨터 시스템(personal computer system)

1.2.7 분산 처리 시스템(distributed processing system)

1.2.8 멀티미디어 시스템(multimedia system)

1.2.9 임베디드 시스템(embedded system)

1.3 운영체제에 대한 관점

1.3.1 자원 관리자 관점

1.3.2 프로세스 관점

1.3.3 계층 구조 관점

1.4 입출력 프로그래밍

1.4.1 BIOS(basic input/output system)

1.4.2 부트 진행 과정(boot process)

1.4.3 POST(Power-On Self-Test)

1.4.4 버퍼링(buffering)

1.4.5 스풀링(SPOOLing)

1.4.6 채널(channel)

1.4.7 인터럽트(interrupt)

1.5 요약

● 연습문제

 

CHAPTER 02 프로세스와 스레드 관리

2.1 개요

2.2 프로세스 관리

2.3 프로세스 구성 요소

2.4 프로세스의 상태

2.5 프로세스 제어 블록(PCB)

2.6 프로세스 생성

2.7 프로세스 스케줄링

2.7.1 스케줄링의 목적 및 기준

2.7.2 단계별 분류

2.7.3 방법·환경별 분류

2.8 프로세스 스케줄링 알고리즘

2.8.1 FCFS(First Come First Served) 스케줄링

2.8.2 SJF(Shortest Job First) 스케줄링

2.8.3 우선순위(Priority) 스케줄링

2.8.4 라운드 로빈(Round-Robin) 스케줄링

2.8.5 SRT(Shortest Remaining Time) 스케줄링

2.8.6 다단계 큐(Multilevel Queue) 스케줄링

2.8.7 다단계 피드백 큐(Multilevel Feedback Queue) 스케줄링

2.8.8 HRRN(Highest Response Ratio Next) 스케줄링

2.9 스레드(Thread)

2.10 자바 스레드 스케줄링

2.11 요약

● 연습문제

 

CHAPTER 03 기억장치 관리

3.1 개요

3.1.1 주소 바인딩(address binding)

3.1.2 논리적 주소와 물리적 주소

3.2 기억장치의 계층 구조 및 관리 기법

3.3 단일 사용자 연속 기억장치 할당

3.3.1 단일 사용자 연속 기억장치 할당

3.3.2 시스템 보호

3.4 고정 분할 기억장치 할당

3.4.1 절대 번역 및 로딩

3.4.2 재배치 가능 번역 및 로딩

3.4.3 시스템 보호

3.4.4 분할 공간의 크기와 단편화

3.5 가변 분할 기억장치 할당

3.5.1 기억 공간의 효율화

3.5.2 기억장치 배치 기법

3.6 기억장치 교체(swapping)

3.7 요약

● 연습문제

 

CHAPTER 04 가상 메모리 관리

4.1 개요

4.1.1 동적 주소 변환(dynamic address translation)

4.1.2 블록 사상(block mapping)

4.2 페이징(paging)

4.2.1 직접 사상(direct mapping)

4.2.2 연관 사상(associative mapping)

4.2.3 연관/직접 사상

4.2.4 페이징 시스템의 공유

4.2.5 페이지 크기

4.2.6 페이지 인출 기법

4.2.7 페이지 양도(page release)

4.3 세그먼테이션(segmentation)

4.3.1 직접 사상

4.3.2 공유 및 보호

4.4 세그먼트/페이징 혼용 기법

4.4.1 동적 주소 변환

4.4.2 시스템의 공유

4.5 페이지 교체 알고리즘

4.5.1 FIFO(First-In First-Out) 알고리즘

4.5.2 최적 교체(Optimal Replacement) 알고리즘

4.5.3 LRU(Least Recently Used) 알고리즘

4.5.4 2차 기회(second chance) 알고리즘

4.5.5 LFU(Least Frequently Used) 알고리즘

4.6 스래싱(thrashing)

4.6.1 구역성(locality)

4.6.2 작업세트(working set)

4.6.3 페이지 부재율

4.7 요약

● 연습문제

 

CHAPTER 05 디스크 스케줄링과 파일 시스템

5.1 개요

5.2 디스크 구조

5.3 CD-ROM 구조

5.4 디스크 스케줄링

5.4.1 FCFS(First Come First Served) 스케줄링

5.4.2 SSTF(Shortest Seek Time First) 스케줄링

5.4.3 SCAN 및 LOOK 스케줄링

5.4.4 C-SCAN 및 C-LOOK 스케줄링

5.4.5 알고리즘 선택

5.4.6 RAID(Redundant Array of Independent Disks)

5.5 파일 시스템

5.5.1 데이터의 계층 구조

5.5.2 블로킹

5.5.3 파일 시스템의 기능

5.5.4 파일의 구조

5.5.5 파일 공간의 할당과 회수

5.5.6 파일의 보호(protection)

5.6 디렉터리 구조

5.6.1 일단계 구조 디렉터리

5.6.2 이단계 구조 디렉터리

5.6.3 트리 구조 디렉터리

5.6.4 비순환 구조 디렉터리

5.6.5 일반적 그래프 구조 디렉터리

5.7 파일 시스템의 예

5.7.1 FAT(File Allocation Table)

5.7.2 NTFS(New Technology File System)

5.7.3 UFS(Unix File System)

5.7.4 Ext(Extended File System)

5.7.5 GFS(Google File System)

5.7.6 HDFS(Hadoop Distributed File System)

5.8 요약

● 연습문제

 

CHAPTER 06 프로세스 간 동기화 및 통신

6.1 개요

6.2 병행 처리의 문제점

6.2.1 임계 구역(Critical Section)

6.2.2 상호 배제(mutual exclusion)

6.3 상호 배제 알고리즘

6.3.1 1단계 알고리즘

6.3.2 2단계 알고리즘

6.3.3 3단계 알고리즘

6.4 하드웨어에 의한 동기화

6.5 세마포

6.5.1 정의

6.5.2 세마포를 이용한 상호 배제

6.5.3 세마포를 이용한 동기화

6.5.4 세마포를 이용한 생산자/소비자 문제

6.5.5 세마포를 이용한 읽기/쓰기 문제

6.5.6 자바 세마포

6.6 모니터

6.6.1 개요

6.6.2 사용 예

6.7 메시지

6.7.1 메시지 실행 시 고려사항

6.8 요약

● 연습문제

 

CHAPTER 07 교착 상태

7.1 개요

7.1.1 개념

7.1.2 교착 상태의 모델

7.1.3 교착 상태 조건

7.2 교착 상태 예방(Deadlock Prevention)

7.2.1 점유와 대기 조건 방지

7.2.2 비선점 조건 방지

7.2.3 환형 대기 조건 방지

7.3 교착 상태 회피(Deadlock Avoidance)

7.3.1 안전(safety) 알고리즘

7.3.2 은행가 알고리즘

7.4 교착 상태 탐지(Deadlock Detection)

7.4.1 탐지 알고리즘

7.5 교착 상태 회복(Deadlock Recovery)

7.5.1 문제점

7.5.2 회복 방법

7.6 요약

● 연습문제

 

CHAPTER 08 정보 보호 및 보안

8.1 보호의 개요

8.2 보호의 영역

8.3 접근 제어 정책 및 기법

8.3.1 접근 행렬(Access Matrix)

8.3.2 접근 행렬의 구현

8.4 보안의 개요

8.5 보안 위협

8.5.1 흐름 차단(Interruption)

8.5.2 가로채기(Interception)

8.5.3 변조(Modification)

8.5.4 위조(Fabrication)

8.5.5 기타 보안 위협 요소

8.5.6 악성 소프트웨어(Malicious Software)

8.6 보안 서비스

8.6.1 보안 요구사항

8.6.2 인증(Authentication)

8.6.3 부인봉쇄(Non-Repudiation)

8.6.4 접근 제어(Access Control)

8.7 보안 기법 273

8.7.1 대칭키 암호방식(Symmetric Encryption Method)

8.7.2 비대칭키 암호방식(Asymmetric Encryption Method)

8.7.3 기타 보안 기법

8.8 요약

● 연습문제

 

CHAPTER 09 다중 처리 시스템

9.1 개요

9.2 Flynn의 분류

9.2.1 SISD(Single Instruction stream Single Data stream)

9.2.2 SIMD(Single Instruction stream Multiple Data stream)

9.2.3 MISD(Multiple Instruction stream Single Data stream)

9.2.4 MIMD(Multiple Instruction stream Multiple Data stream)

9.3 병렬 처리

9.3.1 병렬성(parallelism)

9.3.2 병렬성의 단계

9.3.3 병렬성의 자동 검출

9.3.4 병렬 프로그래밍 언어

9.4 다중처리기의 구성

9.4.1 주/종 관계

9.4.2 독립 수행

9.4.3 대칭적 처리

9.5 요약

● 연습문제

 

CHAPTER 10 분산 처리 시스템

10.1 개요

10.1.1 분산 처리 시스템의 개발 동기

10.1.2 분산 처리 시스템의 범위

10.2 분산 처리 시스템 형태

10.2.1 프로세서 모델에 따른 구분

10.3 분산 시스템 구조

10.3.1 네트워크 운영체제

10.3.2 분산 운영체제

10.4 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing)

10.4.1 클라우드 컴퓨팅 대 현재 모델

10.4.2 클라우드 컴퓨팅의 종류

10.4.3 클라우드 컴퓨팅의 장점

10.4.4 클라우드 컴퓨팅의 단점

10.5 엣지-포그-클라우드 컴퓨팅

10.5.1 구조

10.5.2 활용 사례

10.5.3 장·단점

10.6 요약

● 연습문제

 

CHAPTER 11 특화된 운영체제 / AI 운영체제

11.1 임베디드 시스템

11.1.1 임베디드 시스템의 정의

11.1.2 임베디드 시스템의 특징

11.1.3 임베디드 시스템의 필요성

11.1.4 일반 컴퓨터와의 차이점

11.1.5 임베디드 운영체제

11.2 가상기계

11.2.1 가상기계의 구조

11.2.2 가상기계의 종류

11.3 IoT 운영체제

11.3.1 IoT 시스템

11.3.2 IoT 운영체제의 요구사항

11.3.3 IoT 운영체제의 구조

11.3.4 IoT 운영체제의 종류

11.4 AI 운영체제

11.4.1 개요

11.4.2 AI 운영체제의 요구사항

11.4.3 AI 운영체제의 구조

11.4.4 주요 기능

11.4.5 AI 운영체제의 종류

11.5 요약

● 연습문제

 

APPENDIX 부록

부록 A. UNIX

부록 B. 안드로이드(Android)