[Operating System] 운영체제의 역사

• 이 글은 '쉽게 배우는 운영체제' 책을 참고하여 작성하였습니다.

초창기 컴퓨터 (1940년대)

• 최초의 컴퓨터 애니악
• 전선을 잭에 꼽아 회로를 연결하여 구성한 애니악은 30톤 규모의 거대한 계산기로 미사일 탄도를 계산하기 위해 제작
• 백열전구 같은 모양의 진공관이라는 소자를 사용하여 진공관이 켜지면 1, 꺼지면 0으로 판단 (컴퓨터가 2진법을 사용하는 계기)
• 초기의 컴퓨터는 키보드 , 마우스 같은 장치 없고 18,000개의 진공관을 전선으로 연결하여 오늘날의 프로그램을 대신했는데 이렇게 전선을 연결하여 논리회로를 구성하는 것을 '하드 와이어링' 방식이라고 한다.

일괄 작업 시스템 (1950년대)

• IC(Integrated Circuit)이라는 칩으로 컴퓨터 제작
• 이 칩은 진공관과 전선으로 만들어진 논리회로를 아주 작은 크기로 구현한 것
• 컴퓨터에는 미약하지만 CPU, 메인 메모리 존재, 입출력 장치 없고 천공카드 리더(OMR) , 라인 프린터가 대체 사용
• 천공카드 시스템은 프로그램을 구성한 후 카드에 구멍을 뚫어 입력하면 시행되는 구조로 프로그램의 실행 결과가 라인프린터를 통해 출력
• 천공카드 리더로 하나의 작업을 읽어들여 실행하고 결과 출력 후 다음 작업 읽어들여 실행 (작업에 필요한 프로그램과 데이터 동시 입력)
• 이처럼 모든 작업을 한꺼번에 처리해야 하고 프로그램 실행 중간에 사용자가 데이터를 입력하거나 수정하는 것이 불가능 하는 시스템을 일괄 작업 시스템 또는 일괄 처리 시스템이라고 부른다

대화형 시스템 (1960년대 초반)

• 1960년대 초반에 키보드와 모니터가 등장
• 기존의 일괄 작업 시스템의 방식을 획기적으로 변경(작업 중간에 사용자 입력 가능, 중간 결과값 확인 가능)
• 프로그램이 진행되는 도중에 사용자로부터 입력을 받을 수 있어 입력값에 따라 작업의 흐름을 바꾸는 것도 가능
• 이처럼 시스템은 컴퓨터와 사용자의 대화를 통해 작업이 이루어지므로 대화형 시스템이라고 한다.
• 일괄 작업 시스템은 입출력이 없어 작업시간 예측 가능하지만 대화형 시스템은 작업 시간 예측이 어렵다.

시분할 시스템 (1960년대 후반)

다중 프로그래밍의 등장

1960년대 후반에 컴퓨터 크기가 작아지고 계산 능력 향상, 이런 값비싼 기계로 한 번에 하나의 작업만 수행하는 것이 낭비라 효율적으로 사용하기 위한 연구를 통해 다중 프로그래밍 기술 개발, 하나의 CPU로 여러 작업을 동시에 실행하는 기술로 한 번에 하나의 작업만 가능한 일괄 작업 시스템에 비해 효율성 월등

다중 프로그래밍 구현

여러 작업이 하나의 CPU를 공동으로 사용하면 작업이 끊겨 보일텐데 다중 프로그래밍 시스템에서는 동시에 '실행되는 것처럼 보인다'.이는 시간을 분할하는 방법 때문이다. 동영상을 생각하면 이해하기 쉽다. 동영상은 사실 여러 개의 사진 프레임들을 연속적으로 보여주어 움직이는 것처럼 보이는 현상이다.

• 이처럼 여러 작업을 조금씩 처리하여 작업이 동시에 이루어지는 것처럼 보이게 하는 것이 시분할 시스템이다.
• 이 때 잘게 나뉜 시간 한 조각을 타임 슬라이스 또는 타임 퀀텀이라고 한다.
• 시분할 시스템의 단점은 여러 작업을 동시에 처리하기 위한 추가 작업이 필요하다. ( 새로운 알고리즘 구현 등)
  또한 시스템 내에 많은 양의 작업이 있을 경우, 중요한 작업이 특정 시간 안에 끝내는 것을 보장하지 못한다.

다중 사용자 시스템

• 시분할 시스템에서 여러 작업을 동시에 실행할 수 있다는 것은 한 사람이 여러 프로그램을 동시에 실행할 수 있다는 의미 또는 여러 사람이 동시에 작업할 수 있다는 의미이다.
• 즉 시분할 시스템은 하나의 컴퓨터에서 여러 명이 작업할 수 있는 다중 사용자 시스템을 가능하게 했다.
• 값비싼 컴퓨터를 한 사람 또는 하나의 작업이 독점하는 것이 아니라 여러 사람이 동시에 사용할 수 있는 환경 만들었다.

분산 시스템 (1970년대 후반)

• 1970년대 후반에는 인터넷이 등장한 시기
• 개인용 컴퓨터와 인터넷 덕분에 새로운 컴퓨터 환경 조성
• 당시에는 복잡한 계산이나 많은 양의 데이터 처리를 위해 메인프레임이라는 고가의 대형 컴퓨터 사용
• 개인용 컴퓨터와 인터넷이 보급되면서 값이 싸고 크기가 작은 컴퓨터들을 하나로 묶어 대형 컴퓨터에 버금가는 시스템을 만들게 되는데, 이를 분산 시스템이라고 한다.
• 분산 시스템은 네트워크상에 분산되어 있는 여러 컴퓨터로 작업을 처리하고 그 결과를 상호 교환하도록 구성한 시스템이다.

클라이언트/서버 시스템 (1990년대~현재)

• 분산시스템에서 오류가 날 경우 작업 분배하고 결과 모으기가 쉽지 않았다.
• 이를 해결하기 위해 나온 시스템으로 작업을 요청하는 클라이언트과 응답하여 요청받는 작업 처리하는 서버의 이중구조로 나뉜다.
• 문제는 서버 과부하를 꼽을 수 있다.
• 모든 요청이 서버로 집중되기 때문에 많은 클라이언트 요청을 처리하기 위해서는 많은 서버와 큰 용량의 네트워크가 필요

P2P 시스템 (2000년대 초반~현재)

• 서버의 부하를 줄일 수 있는 새로운 시스템
• peer은 말단 노드(사용자 컴퓨터), P2P는 서버를 거치지 않고 사용자와 사용자를 직접 연결한다는 의미
• P2P 시스템에서는 서버가 파일 검색만 맡고 사용자 간에 파일 전송이 이뤄지기 때문에 서버 부하 적다.

기타 컴퓨팅 환경 ( 2000년대 초반~현재)

그리드 컴퓨팅

분산 시스템의 한 분야로, 서로 다른 기종의 컴퓨터들을 묶어 대용량의 컴퓨터 풀을 구성하고 이를 원격지와 연결하여 대용량 연산을 수행하는 컴퓨팅 환경

SaaS

Software as s Service는 사용자가 필요할 때 소프트웨어 기능을 이용하고 그만큼만 비용을 지불하는 개념.
일반적으로 소프트웨어를 사용자의 컴퓨터에 설치한 후 사용하지만, SaaS의 경우 필요한 기능을 모아 서버에서 실행하고 사용자는 인터넷을 통해 필요한 서비스만 제공받으며 월별 혹은 서비스 이용만큼 지불

클라우드 컴퓨팅

언제 어디서나 응용 프로그램과 데이터를 자유롭게 사용할 수 있는 컴퓨팅 환경 (그리드 컴퓨팅과 SaaS를 합쳐놓은 형태)

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