실시간 운영 체제(Real-Time OS)는 특정 태스크가 정해진 시간 안에 수행될 수 있도록 시간 결정성(Determinism)을 보장하는 운영 체제이다. 실시간 운영체제는 멀티태스킹(Multitasking) 및 ITC(InterTask Communication 혹은 IPC, Interprocess Communication)을 제공한다는 점에서는 일반 운영체제인 Unix$^{TM}$, Linux$^{TM}$, Windows$^{TM}$ 등과 같지만, 시간 결정성을 보장한다는 점에서 일반 운영체제와 다르다. 본 논문에서는 전부 혹은 일부의 소스 공개를 고려한 개방형 구조를 기반으로 하여, 응용프로그램 개발자에게 보다 나은 융통성과 편의를 제공할 수 있도록 실시간 운영체제 커널을 설계한 내용을 설명하고 있다.
내장형시스템의 복잡도의 증가, 하드웨어-소프트웨어 통합설계방법의 대두 등으로 인하여 시스템수준의 명세, 설계방법론에 관한 관심이 더욱 고조 되고 있다. 본 논문에서는 시스템기술언어로 ITU-T에 의해 표준으로 권고되어 널리 사용되고 있는 SDL (Specification and Description Language)로부터 실시간 운영체제에서 수행 C코드를 자동으로 생성하는 방법론을 제시한다. C코드는 SDL 프로세스의 내부 행위 (behavior)를 묘사하는 운영체제 비의존적인 코드와 다중프로세스수행, 프로세스간 커뮤니케이션과 같은 운영체제 의존적인 부분으로 다중프로세스수행, 프로세스간 커뮤니케이션과 같은 운영체제 의존적인 부분으로 나뉘어지며, 운영체제 서비tm함수를 이용하여 생성된 C코드가 운영체제와 더욱 밀접하게 통합되어 수행된다.
Mobile IP 단말기들에 탑재되는 운영체제는 일반적인 PC에서 탑재되는 운영체제와는 달리 확실한 독점체제가 확립되지 않은 상태이다. 따라서 당분간 Mobile IP 단말기에 운영되는 운영체제는 다양한 종류의 운영체제가 사용될 것으로 추정된다. 이러한 환경은 운영체제에 상관없이 변종되는 바이러스들에 매우 취약한 환경이며, 개별 단말기에서 사용되는 운영체제가 다양하기 때문에 이들 바이러스를 효율적으로 검출하여 치료하는 기술 개발을 매우 난해하게 한다. 본 논문에서는 VMware를 이용하여 다양한 운영체제에서 변종 바이러스를 테스팅할 수 있는 시스템을 설계하고 구현하였다. 또한 이를 실제 Mobile 환경에서 운영하기 위한 Prototype 시스템을 구축하였다.
범용 컴퓨터가 아닌 홈 네트워크로 연결된 정보가전용 실시간 시스템에 내장되는 운영체제인 정보가전용 실시간 운영체제는 디지털 TV, 웹 TV, WebPad, PDA, Smart Phone 등에 사용된다. 그러나 정보가전용 실시간 운영체제는 선점형 스케줄링, 멀티 태스킹 및 태스크간 예측 가능한 동기화 방법 그리고 짧고 제한된 인터럽트 처리와 작은 실행 이미지 등과 같은 특징들을 갖는다. 본 논문에서는 이와 같은 특징들을 만족하는 정보가전용 실시간 운영체제를 DVD 플레이어에 적용하여 설계 및 구현한 내용을 기술한다.
실시간 운영체제는 멀티태스킹 및 ITC(Inter Task Communication)를 제공한다는 면에서는 범용운영체제와 비슷하나, 시간 결정성을 보장해야 한다는 면에서는 일반 운영체제와 다르다. 실시간 시스템에서는 메모리를 할당하는데 있어서 시간 제약을 어기지 않아야 하기 때문에 동적 메모리 할당은 효율적으로 구성되어야 한다. 본 논문에서는 실시간 운영체제 $_{1}$RTOS$^{TM}$에서 메모리 할당에 소요되는 시간을 향상시키기 위해 최대 힙 알고리즘을 적용한 메모리 할당 기법을 설계 및 구현하였다.
실시간 운영체제를 이용하는데 있어서 GUI(Graphic User Interface)는 실시간 운영체제를 이용한 제품을 사용하는 사람들에게 제품에 대한 편한 환경을 제공하는데 목적이 있다. 이에 본 논문에서는 실시간 운영체제(Real Time Operating System)상에서 GUI를 구현하는데 있어서 중요한 부분들을 고려하고, 실시간 운영체제에 알맞은 환경을 구축하기 위한 Graphic User Interface를 설계하였다.
본 논문은 액티브 네트워크에서 자원 관리를 담당하는 노드 운영체제의 구조와 기능을 설계하였다. 본 논문에서 제안하는 노드 운영체제는 도메인, 채널, 쓰레드, 메모리, 파일 모듈로 이루어져 있다. 본 논문에서 노드 운영체제의 도메인, 패널, 쓰레드, 메모리, 파일 모듈의 설계 내용에 대해서 기술한다.
초등학교와 중학교에서의 정보과학 교과를 위한 운영체제 교육을 위해 선행 연구 자료를 분석하여 교육내용체계(안)을 마련하였다. 그리고 교육내용체계에 대한 교육 필요성과 교육 시기를 온라인 설문조사를 통해 분석한 후 그 결과를 토대로 운영체제 교육내용을 나선형 교육과정을 기반으로 구성하였다. 즉, 운영체제 교육 영역을 운영체제의 이해, 운영체제의 실제 등 2개 영역으로 구분한 후, 그것을 다시 학년별로 체험하기, 조작하기, 관리하기, 원리알기 등 4단계로 제시하였다. 향후 운영체제 교육이 체계적으로 이루어지기 위해서는 운영체제와 관련된 교재와 교구가 개발되어야 하고, 정보과학 과목이 초등학교에 신설되어야 하며, 교육대학교에서 운영체제의 원리와 관련된 강좌를 운영되어야 할 것이다.
이 논문은 운영체제에 대한 호출들로 표현된 소프트웨어의 병렬성을 Ada로 번역하기 위한 방법론을 기술하고 있다. Legacy 소프트웨어들에 내재하는 병렬성은 주로 병렬 Process 또는 task들을 제어하는 운영체제 호출들로 표현된다. 본 논문에서 다루고 있는 예로서는 C 프로그램내부에서 사용하는 Unix 운영체제에 대한 호출과 더불어 CMS-2 프로그램에서 사용하는 ATES나 SDEX-20 운영체제의 Executive Service Routine들에 대한 호출들을 볼 수 있다. 소프트웨어 이해를 위한 다른 연구에서는 legacy 소프트웨어에 있는 운영체제호출을 또 다른 운영체제에 대한 호출로 번역하는 데에 역점을 두고 있다. 이런 연구에서는 소프트웨어를 이해하기 위해서 소프트웨어가 수행되는 운영체제에 대한 이해가 필수적으로 요구된다. 그런데 이런 운영체제는 보통 매우 복잡하거나 체계적으로 문서화되어 있지 않다. 본 논문에서의 연구는 legacy 소프트웨어에 있는 운영체제호출을 Ada 메커니즘을 이용한 동일한 프로토콜로 번역하는 데에 역점을 두고 있다. Ada로의 번역에 있어 이러한 호출들은 메시지에 기초한 kernel 중심 구조의scheme에 맞는 의미적으로 동일한 Ada 코드로 대표된다. 번역을 용이하게 하기 위하여 데이터 구조, task, Procedure, message들을 위해 library에 있는 template들을 사용한다. 이 방법론은 소프트웨어 재 ${\cdot}$ 역공학측면에서 운영체제를 Ada로 modeling하는 새로운 접근방식이다. 이 방식에는 소프트웨어 이해를 위하여 기존 운영 체제에 대한 지식이 필요하지 않다. 왜냐하면, legacy 소프트웨어에 내재했던 운영체제에 대한 종속성이 제거되었기 때문이다. 이렇게 번역된 Ada 소프트웨어는 여러 Ada실행환경 에서 이식이 가능하고 또한 소프트웨어들간에 상호작동성이 좋다. 이 방식은 다른 legacy 소프트웨어 시스템의 운영체제호출들도 처리할 수 있다.
현재 Android 운영체제에서는 효율성이 검증된 Unity 최적화 방법이 존재한다. 그러나 Tizen 운영체제는 기존의 Unity 최적화 방법이 Tizen 운영 체제에 적용될 수 있는지, 얼마나 효과적인지 알려진 바가 많지 않다. 이 연구에서는 기존에 검증된 Android 운영체제의 Unity 최적화 기법들을 Tizen 운영체제에 적용했을 때의 성능에 대해 분석한다. 이를 위해 기존의 Unity 최적화 방법을 Tizen 운영 체제에 적용할 수 있는지를 조사하고 해당 기법들의 효율성을 Unity Profiler를 통해 평가한다. 이를 통해 향후 기존의 Android 운영체제에 대한 Unity 최적화 방안들에 대한 심층적 평가를 추가적으로 진행하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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