Hee's Blog

운영체제(Operating System, OS)란 무엇인가?

 * 컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치 되어 사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 소프트웨어 계층 

1. 협의의 운영체제 (커널) 

 - 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분 (좁은 의미의 개념)

2. 광의의 운영체제 

 - 커널 뿐 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념 

 예) 파일복사 시  동작하는 프로그램 -> 항상 메모리에 상주하지 않음

운영체제의 목적

1. 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리

 - 프로세서, 기억장치, 입출력 장치 등의 효율적 관리 (하드웨어 자원)

  * 사용자 간의 형평성 있는 자원 분배

  * 주어진 자원으로 최대한의 성능을 내도록 하는 것

 - 사용자 및 운영체제 자신의 보호

 - 프로세스, 파일, 메시지 등을 관리 (소프트웨어 자원)

2. 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공

 - 운영체제는 동시 사용자 / 프로그램들이 각각 독자적 컴퓨터에서 수행되는 것 같은 환상을 제공

 - 하드웨어를 직접 다루는 복잡한 부분을 운영체제가 대행

운영체제의 분류 

* 동시 작업 가능 여부

1. 단일작업(Single Tasking)

 - 한번에 하나의 작업만 처리

 예) MS-DOS 프롬프트 상에서는 한 명령의 수행을 끝내기 전에 다른 명령을 수행시킬 수 없음

2. 다중작업(Multi Tasking)

 - 동시에 두 개 이상의 작업 처리

 예) UNIX, MS Windows 등에서는 한 명령의 수행이 끝나기 전에 다른 명령이나 프로그램을 수행할 수 있음

* 사용자 수

1. 단일 사용자(Single User)

 예) MS-DOS, MS Windows(지금은 서버도 지원하고 있음)

2. 다중 사용자(Multi User)

 예) UNIX, NT server

* 처리방식

1. 일괄처리(Batch Processing)

 - 작업 요청의 일정량 모아서 한번에 처리

 - 작업이 완전 종료될 때까지 기다림

 예) 초기 Punch Card처리 시스템 

2. 시분할(Time Sharing)

 - 여러 작업을 수행할 때 컴퓨터 처리 능력을 일정한 시간 단위로 분할 하여 사용함

 - 일괄 처리 시스템에 비해 짧은 응답시간을 가짐

 - interactive한 방식 (사용자 입장에서 이러한 느낌을 받을수 있음 => 입력하면 즉시 반응)

 - 각 사용자가 컴퓨터로부터 서비스를 제공받는 시간을 숫자로 표시함

 - 정해진 시간이 있는 것은 아님

 예) Unix

3. 실시간(Realtime OS)

 - 정해진 시간 안에 어떠한 일이 반드시 종료됨이 보상되어야 하는 실시간 시스템을 위한 OS

 예) 원자로 / 공장 제어, 미사일 제어, 반도체 장비, 로보트 제어

3-1. 실시간 시스템의 개념 확장

 - Hard realtime system(경성 실시간 시스템) * 마감 시간을 맞추지 못하면 엄청난 손해가남 ( 공장 제어, 미사일 제어 등 )

 - Soft realtime system(연성 실시간 시스템) * 마감 시간을 맞추지 못하더라도 치명적이지 않음 ( 영화 상영 1분에 60 프레임 )

* 범용적인 운영체제 = 다중 작업 + 다중 사용자 + 시분할 방식

용어 정리 

1. Multitasking

 - CPU에서는 매 순간은 하나의 작업만 진행됨 

 - 동시에 진행되는 것처럼 보임

 - 하나의 프로그램이 끝나기 전에 다른 프로그램을 실행시킬 수 있음

2. Multiprogramming

 - 메모리에 여러 프로그램이 올라가는 방식 (메모리 중점)

3. Time sharing

 - 시분할 시스템임을 강조 (CPU 중점)

4. Multiprocess

 - 여러 프로그램 동시 실행 

* 위 4가지 용어는 유사한 의미를 가짐

5. Multiprocessor

 - 하나의 컴퓨터에 CPU가 여러개 붙어 있음을 의미

 - CPU가 여러개라는 뜻 (하드웨어)

운영체제의 예

1. 유닉스(Unix)

 - 초기에는 어셈블리어로 작성했지만 너무 복잡해져서 언어를 만듬 -> C언어

 - 코드의 대부분을 C언어로 작성

 - 높은 이식성 

 - 초창기에는 소스코드를 공개 했음

 - 최소한의 커널 구조 

 - 복잡한 시스템에 맞게 확장 용이

 - 프로그램 개발에 용이함

 - 다양한 버전 : System V, FreeBSD, SunOS, Solaris, Linux(소스코드 공개됨)

 - 멀티 테스킹 지원

 - 다중 사용자 지원

 * 안드로이드도 커널은 리눅스를 사용함

2. Dos(Disk Operating System)

 - MS사에서 1981년 IBM-PC를 위해 개발

 - 단일 사용자용 운영체제, 메모리 관리 능력의 한계(주기억 장치 : 640KB)

 * 초창기에는 640KB 이상의 메모리가 필요없을 것이라 생각 -> 발전하면서 코드가 복잡해짐

3. MS Windows

 - MS사의 다중 작업용 GUI기반 운영체제

 - Plug and Play 네트워크 환경 강화

 - DOS용 응용 프로그램과 호환성 제공

 - 풍부한 지원 소프트웨어

 - 불안정성(초기)

 - 단일 사용자(초기)

 - 단일 작업 지원(초기)

운영체제의 구조 및 기능

* 운영체제는 FIFO 구조가 아니다. -> 각 하드웨어의 특성에 맞게 효율적으로 관리됨

1. CPU 스케줄링

 - 어떤 프로그램에게 CPU를 할당할지 정하는 것 

 - 초기에는 CPU를 조금 사용하는 프로그램부터 할당하는 방식이었으나 더 효율적으로 변경됨

2. 메모리 관리

 - 한정된 메모리를 어떻게 분배할 지 정하는 것

 - 과거사용 빈도에 따라 메모리에 계속해서 올려놓을지 Disk로 보낼지 결정하는 방법이 있음

3. 파일 관리 (디스크 스케줄링)

 - 디스크에 파일을 어떻게 보관할 지 정하는 것

 - 엘레베이터와 비슷한 개념으로 동작함 -> 헤드가 가장 적게 움직이면서 효율적이게 동작

4. I/O Device 입출력 관리

 - 각기 다른 입출력 장치와 컴퓨터 간에 어떻게 정보를 주고 받게 하는지 정하는 것

 - CPU와 I/O장치는 속도가 매우 다르기 때문에 인터럽트 개념을 적용함

5. 프로세스 관리

 - 프로세스의 생성과 삭제 

 - 자원 할당 및 반환

 - 프로세스 간 협력

6. 그 외

 - 보호 시스템

 - 네트워킹

 - 명령어 해석기(Command line interpreter)

지난번 연휴 때 친구와 둘이 그동안 바쁘다는 핑계로 하지 못했던 일을 했다.

바로 자전거 여행!!

한 2주 전부터 준비 했던 것 같다.

최종 목적지인 부산 해운대에 마지막 날 숙소를 정하고

충주에서부터 출발하기로 했다.

이전부터 자전거를 조금씩 타기는 했지만 

말 그대로 `조금씩`이었고 장거리를 타는 것은 나와 내 친구 역시 처음이라 설렘 반 걱정 반으로 출발한 것 같다.

첫날 우리는 80km를 예상했고 충주에서 이화령고개를 넘어 문경(점촌)까지 가는 것이 목표였다. 

하지만 우리는 고작 27km + 충주댐( 왕복 16km )을 타고 6시가 되어 버렸고 이화령 고개를 남긴 채 수안보에서 

첫 밤을 지냈다.

생각해보면 여러 가지 문제가 있었지만, 우리가 너무 만만히 봤다는 것이 제일 컸던 것 같다. 

둘째 날에는 구미에 숙소 예약이 되어있었기 때문에 전날 못 탔던 것까지 합하여 145km를 타야 했고 

소조령과 이화령이라는 큰 고개를 넘어야 하는 부담이 있었다.

이화령에 대한 악명은 전부터 익히 들어 걱정하고 있었던지라 더욱 부담이 느껴졌던 것 같다.

우리는 아침 일찍부터 출발하였고 소조령에 다다랐을 땐 벌써 아침 8시가 넘었었다.

그러다 문뜩 자전거가 왜 이리 무겁지 생각했을 때쯤에 소조령을 넘고 있었던 것 같다.

아.. 이게 소조령 고개구나.. 생각하고 페달 질을 할 때부터는 아무런 생각이 없어졌다. 

머릿속이 정말 깨끗하게 비워지는 신기한 경험을 한 것 같다. 

숨이 턱까지 차오르고 다리는 멈추지 않기 위해 굴렀다. 

조금이라도 멈췄다가는 다시 오르지 못할 것을 느끼면서 조금씩 조금씩 올랐던 것 같다.

내리막길은 정말 무섭지만, 꿀맛 같았고, 올라올 때의 힘듦이 보상되고도 남을 만큼 상쾌했다.

그 상쾌함에 탄력을 받고 텐션을 올리고 있을 때쯤에 

여기가 이화령이구나!!! 온몸으로 느끼게 되었고 또 아무 생각이 없어졌다.

정상까지 남은 거리를 보면서 한 발 한 발 구르기를 반복하는 것 외에는 

프로그래밍에 대한 생각, 앞으로의 진로에 대한 생각, 게임에 대한 생각, 걱정 등이 모두 머리에서 사라졌다.

사실 자전거를 타면서 제일 힘들지만 동시에 제일 큰 장점이 업힐 아닐까 생각한다.

우리는 결국 둘째 날 145km를 모두 타고 구미에 있는 숙소까지 도착했고, 

엉덩이와 허벅지가 아파서 자리에 앉지도 못한 채 서서 바베큐 파티를 했다.

이후에 우리는 셋째 날 비를 맞으며 자전거를 탔고 

넷째 날에는 155km를 타면서 부산, 정확히는 낙동강 하굿둑에 20:00PM 에 도착했다.

우리는 3박 4일간 총 450km를 종주하였고 소조령, 이화령, 다람제, 박제고개 등 5개의 고개를 넘었다.

이것 말고도 정말 많은 일이 있었지만, 정말 정말 가길 잘했다는 생각이 든다.

많은 것을 느끼고 배웠으며 

그것들로 인해 앞으로 더 많은 것이 변화될 것임을 확신하게 된 여행이 되었다.

훗날 이 글을 보며 그날들을 되새기고자 이렇게 느낀 점을 남긴다.

이상 끝.

오늘은 구글 인디게임 페스티벌에 다녀왔다.

참가자로 다녀오고 싶었으나..

군인이라는 신분으로 인해 올해는 투표자로 다녀왔다.

가기전에 많은 도움을 얻을 수 있으리라 생각했지만

생각했던 것 보다 더 많은 정보와 열정을 받아온 것 같다.

내년에는 꼭 참가자로 다녀오도록 하겠다.