운영체제 2025학년도 1학기 중간과제물 - 교재와 강의를 기준으로 다음에 대해 답하시오 운영체제의 대표적인 네 가지 유형 만약 3개의 쓰레드를 갖는 프로세스 A가 오른쪽 그림과 같이 정보를 관리한다면 어떤 문제가 발생하게 되는지 설명 5개 프로세스의 프로세스별 도착시각과 필요한 CPU 사이클이 아래 표와 같을 때, 다음에 대해 답하시오

소개

운영체제 2025학년도 1학기 중간과제 참고자료

(1) 교재 및 강의에서 다루는 운영체제의 네 가지 핵심 유형에 대한 정의와 특징을 토대로, 실제 활용 사례 및 현대 기술 흐름을 반영하여 내용을 확장 정리하였습니다.

(2) 단일 쓰레드 기반과 다중 쓰레드 기반 프로세스 구조의 차이를 그림과 함께 비교 설명하고, 동기화 문제 및 이를 해결하기 위한 구체적인 기법들(뮤텍스, 세마포어, TLS 등)에 대해 상세히 서술하였습니다.

(3) FCFS스케줄링 알고리즘의 정의 및 특징을 기반으로, 주어진 프로세스 도착 시각과 CPU 버스트를 활용하여 실제 시뮬레이션 과정을 시간 흐름에 따라 상세히 재현하였습니다. Gantt 차트와 대기시간 계산, 평균 대기시간 도출 과정을 표와 함께 정리하였습니다.

(4) HRN스케줄링 알고리즘을 선택하여, 해당 방식의 응답률 계산 공식 및 프로세스 선택 기준을 시간 흐름에 따라 분석하였습니다. 각 시점에서 프로세스의 응답률을 비교하여 선택 기준과 결정 과정을 논리적으로 설명하였으며, FCFS와의 차이점도 이해할 수 있도록 서술하였습니다.

(5) 2025년 1학기 운영체제 중간과제물 작성 시, 이 참고자료는 이론과 실무적 예시를 균형 있게 담고 있어 과제의 이해도와 완성도를 높이는 데 큰 도움이 될 것입니다.

목차

1. 교재와 강의를 기준으로 다음에 대해 답하시오.
(1) 운영체제의 대표적인 네 가지 유형
(2) 쓰레드와 프로세스 정보 관리 문제

2. 5개 프로세스의 프로세스별 도착시각과 필요한 CPU 사이클이 아래 표와 같을 때, 다음에 대해 답하시오. 단, 모든 답안은 근거(과정에 대한 설명, 계산식 등)가 함께 제시되어야 한다.
(1) FCFS 스케줄링 수행 과정 및 결과
(2) HRN 스케줄링 수행 과정 및 결과
(3) HRN 결과 기반 대기시간 및 평균 대기시간

3. 참고문헌

본문내용

1) 일괄처리 운영체제

일괄처리 운영체제는 여러 작업(Job)을 하나로 묶어, 사용자 개입 없이 순차적으로 자동 처리하는 방식을 기반으로 한다. 이는 1950~60년대 초창기 컴퓨터 환경에서 널리 사용되었으며, 당시 컴퓨터는 프로그램과 데이터를 천공 카드나 테이프로 입력받았고, 각 작업을 수동으로 전환하기엔 시간과 인력이 많이 소요되었다. 이에 따라 여러 작업을 모아서 일괄로 처리하는 방식은 효율성 면에서 큰 장점이 있었다. 일괄처리 운영체제는 사용자가 시스템에 직접 접근할 수 없고, 작업이 완료될 때까지 결과를 즉시 확인할 수 없다는 단점이 있다. 그러나 작업 간 전환 비용이 적고, 처리 효율이 높으며, 야간 자동 운영이 가능하다는 이점 때문에 현대에도 일부 분야에서 여전히 사용되고 있다. 예를 들어, 금융권의 야간 정산, 대형 병원의 백업 시스템, 통계 데이터 분석 처리, 정부기관의 일간 보고 자동화 시스템 등에서는 배치 작업(batch job)을 통해 일괄처리를 구현하고 있다. 최근에는 클라우드 기반 자동화 워크플로우, 예컨대 AWS Batch, Google Cloud의 Cloud Scheduler 등에서도 일괄처리 개념이 채택되고 있으며, 이러한 현대적 구현은 컨테이너 기술과 결합되어 더욱 유연한 형태로 진화하고 있다.

2) 시분할 운영체제

시분할 운영체제는 하나의 CPU가 마치 여러 사용자의 명령을 동시에 처리하는 것처럼 보이도록 매우 빠른 속도로 작업을 분할하고 전환하는 방식을 취한다. 이는 다중 사용자 환경과 상호작용 중심 시스템에서 반드시 필요한 구조로, 1970년대부터 본격적으로 등장하여 현대 운영체제의 기반이 되었다. 시분할 시스템에서는 운영체제가 짧은 시간 단위(타임 슬라이스, time slice)로 CPU를 각 사용자나 프로세스에 분배하며, 이 시간 동안 작업이 끝나지 않더라도 다른 작업으로 전환되어 CPU를 고르게 할당받는다. 사용자는 이를 통해 시스템이 본인의 작업만 처리하는 것처럼 느낄 수 있다.

참고자료

· 김진욱, 이인복(2023). 운영체제. 한국방송통신대학교출판문화원.
· 강성훈, 김형주, 윤종록. (2021). 운영체제론. 한빛아카데미.
· 정재화. (2020). 시스템 프로그래밍과 운영체제. 생능출판.
· 황기태. (2023). 컴퓨터 구조 및 운영체제. 교문사.
· 김윤명, 윤성훈. (2022). 클라우드 컴퓨팅과 운영체제의 이해. 이한출판사.
· 정민철. (2021). 멀티코어 프로그래밍과 병렬처리 시스템. 인피니티북스.