운영체제의 역할과 발전과정

1.운영체제의 역할

운영체제(Operating System, OS)란

자원(resource) 관리를 하는 소프트웨어(resource manager)

 

자원은

- 하드웨어 : 프로세서, 메모리, 입출력장치, 통신장치

- 소프트웨어

등이 있다

 

효율적이고 공평한 자원 사용을 위해 상충되는 자원 요구(request) 조정

 

 

사용자/응용프로그램과 하드웨어 간의 인터페이스

 

애플리케이션은 운영체제 위에 돌아가고 

운영체제 밑에 cpu, 보조기억장치, 입력장치, 주기억장치, 출력장치 등의 하드웨어가 있다

운영체제를 통해 하드웨어를 관리한다

 

 

 

2. 운영체제의 발전과정

 

1940년대

운영체제x

 

 

 

1950년대

한 번에 한 개의 job 실행

job간의 전환을 용이하게 하는 기술 도입

->일괄처리 시스템(batch processing system)

프로그램과 데이터를 tape으로 연속으로 공급(submit)

 

사용자의 개입없이 순차적으로 작업을 스케쥴링하는 것이 일괄처리시스템이라고한다

쉽게 이해하자면 컨베이어 벨트에 작업이 순서대로 배치돼있으면

알아서 이동하는 것 같은 느낌인 것 같다

한 번에 한 개의 작업밖에 못하지만

연속적으로 일을 하게끔 만든 것 같다

 

 

 

1960년대

일괄처리 시스템 사용

 

다중 프로그래밍(multiprogramming) 지원

한번에 여러 작업(프로그램) 처리

다른 작업들이 주변장치(peripheral device)를 사용하는 동안

한 개의 job만 프로세서 이용

 

 

어떤 프로그램을 수행하다 입출력이 발생하면 해당 입출력이 처리되는 동안 CPU가 다른 프로그램을 수행하는 방식

 

 

 

 

시분할 시스템(timesharing system), 라운드 로빈(Round Robin)방식

 

• 시분할 시스템의 핵심은 '타임슬라이스'이다. 입출력 발생시에도 스케쥴링이 일어나지만 타임슬라이스에서 무조건 스케쥴링을 진행하는 것이다. 이에 따라 한 프로그램에서 입출력 완료 후 대기 시간이 적어졌다. 그에 따라 대화가 빈번한 프로그램도 자연스럽게 수행될 수 있게 되었다.
• 여러 사용자가 각자의 단말장치를 통하여 운영체제와 대화하면서 각자의 프로그램을 실행한다
• 하나의 CPU는 같은 시점에서 여러 개의 작업을 동시에 수행할 수 없기 때문에, CPU의 전체 사용시간을
  작은 작업 시간량으로 쪼개어 그 시간량 동안만 번갈아가면서 CPU를 할당하여 각 작업을 처리한다

 

많은 동시 대화형 사용자(interactive user) 지원

소요 시간(turnaround time)이 수 초 ~수십 초 단위로 축소

->소요 시간이란 job 제출에서 결과 반환까지 걸리는 시간

 

 

 

참고 블로그 : https://inuplace.tistory.com/280

[운영체제] 다중 프로그래밍 / 시분할 시스템 / 실시간 시스템

 

그러니까 시분할 시스템은 내가 이해한대로 해석하자면

CPU는 한가지의 일밖에 진행할 수 없어서

여러개의 일을 진행하기 위해

시간을 할당해

예를들어 0.1초동안 a작업, 0.1초동안 b작업, 0.1초동안 c작업 이렇게

여러개의 프로그램을 전환하며 실행해서

마치 여러개의 작업을 하는것처럼 보이게 한다는 것 같다

 

 

 

실시간 시스템 (real-time system)

지정된 시간 내에 결과를 제공해야 하는 시스템

 

 

 

가상 메모리(virtual memory)

실제 존재하는 메모리 공간보다 더 많은 메모리가 있는 것처럼

메모리를 사용하는 방법

 

 

여러 시분할 운영체제 개발

CTSS(Compatible Time-Sharing System)

• MIT에서 개발한 초기 시분할 시스템

 

Multics(Multiplexed Information and Computing Service)

• MIT에서 CTSS 후속으로 개발
• 계층적 파일시스템, 다양한 COMMAND LINE SHELL 명령어 지원
• 가상 메모리(virtual memory) 지원

 

Unix

• Bell Labs에서 Ken Thompson, Dennis Ritchie 개발, 1969 
  -개발언어로 C 개발 
• Multics의 영향을 많이 받은 설계

 

 

 

1970년대

다중 모드 시분할 시스템(multimode timesharing system)

• 일괄처리, 시분할, 실시간 응용 프로그램 실행 지원

 

 

개인용 컴퓨터 개발 환경 조성

• 마이크로프로세스(microprocessor) 개발 초기 단계

 

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

• 미 국방성(Department of Defense, DOD) 개발
• 군사 및 대학 연결망으로 광범위하게 사용
• 표준 통신 프로토콜의 하나로 발전
• 보안(security) 문제 노출
  -취약한(vulnerable) 통신선을 통해 데이터 전달

 

 

 

 

 

1980년대

• PC(personal computer) 및 워크스테이션(workstation)의 시대
• 필요에 따라 컴퓨팅 지원 분산
• GUI(Graphic User Interface) 지원에 따라 컴퓨터 활용 용이
• 네트워크를 통한 정보 전달 일반화

 

• Client-Server 컴퓨팅 모델 확산
  클라이언트(client) : 서비스 요청
  서버(server) 요청 서비스 응답(처리)

 

소프트웨어 공학(Software engineering) 분야 발전

소프트웨어의 개발, 운용, 유지보스 등의 생명 주기(life cycle)을

체계적이고 규범적이며 정량적으로 다루는 학문

- 코드 재사용(code reusability)

- 프로그래밍 언어에서 추상화(abstraction) 수준 향상

- 독립적으로 수행되는 다중 쓰레드(multiple thread)

 

 

 

 

 

1990년대

• 하드웨어 성능의 기하급수적 향상
  처리 성능 및 저장장치 가격 하락
  분산처리(distributed computing) 수요 증가

 

Moore의 법칙

반도체 집적회로의 성능이 18개월마다 2배로 증가

 

황의 법칙

메모리 반도체 집적도 1년에 2배 증가

 

 

 

• 운영체제의 사용 편의성 증가
  GUI 기본 제공
  Plug-and-Play 기능 제공

 

• WWW(World Wide Web) 확산
  CERN의 Tim Berners-Lee가 하이퍼링크로 연결된 문서로 정보를 공유

HTML(Hypertext Markup Language)

- WWW의 문서 정의

 

HTTP(Hypertext Transfer Protocol)

- WWW을 통한 문서 전달을 위한 통신 프로토콜

 

 

 

• 운영체제에서 네트워킹 지원 일반화

 

• Microsoft 시장 주도
  Windows 운영체제

 

 

• 객체 기술(object technology) 유행
  -객체지향 언어(C++, Java, C#)
  -객체지향 운영체제(Object-Oriented Operating System)

 

• Open-Source 소프트웨어 확산