운영체제(OS) - Windows(GUI, PnP, OLE), UNIX, LINUX 그리고 MacOS

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🎶 운영체제에 대해 알아보자!

운영체제(OS; Operating System)이란,

컴퓨터 시스템의 자원들을 효과적으로 관리하며, 사용자가 컴퓨터를 편리하고 효과적으로 사용할 수 있도록 환경을 제공하는 여러 프로그램의 모임이다. 즉, 컴퓨터 사용자와 하드웨어 간의 인터페이스로서 동작하는 시스템 소프트웨어의 일종이다.

(🎃 운영체제는 유틸리티와 하드웨어 간 인터페이스를 제공한다.)

운영체제의 목적은 다음과 같다.

처리 능력(Throughput) : 일정 시간 내에 시스템이 처리하는 일의 양
반환 시간(Turn Around Time) : 시스템에 작업을 의뢰한 시간부터 처리가 완료될 때까지 걸린 시간
사용 가능도(Availability) : 시스템을 사용할 필요가 있을 때 즉시 사용 가능한 정도
신뢰도(Reliaility) : 시스템이 주어진 문제를 정확하게 해결하는 정도

운영체제의 구성은,

제어 프로그램과 처리 프로그램으로 나눌 수 있다.

(1) 제어 프로그램 : 컴퓨터 전체의 작동 상태를 감시, 작업의 순서 지정, 작업에 사용되는 데이터 관리 등의 역할을 수행함

감시 프로그램 : 제어프로그램 중 가장 핵심적인 역할, 자원의 할당 및 시스템 전체의 작동 상태 감시
작업 관리 프로그램 : 작업의 순서와 방법을 관리하는 프로그램
데이터 관리 프로그램 : 작업에 사용되는 데이터와 파일의 표준적 처리 및 전송을 관리

(2) 처리 프로그램 : 제어 프로그램의 지시를 받아 사용자가 요구한 문제를 해결하기 위한 프로그램

언어 번역 프로그램 : 사용자가 고급언어로 작성한 원시 프로그램을 기계어 형태의 목적 프로그램으로 변환시키는 것
서비스 프로그램 : 사용자가 컴퓨터를 더욱 효율적으로 사용할 수 있도록 제작된 프로그램

운영체제의 기능은,

프로세서, 기억장치, 입출력장치, 자원 등을 관리한다.
자원을 효율적으로 관리하기 위한 자원의 스케줄링 기능을 제공한다.
사용자와 시스템 간의 인터페이스를 제공한다.
시스템의 각종 하드웨어, 네트워크를 관리 및 제어한다.
데이터를 관리하고 데이터 및 자원의 공유 기능을 제공한다.
시스템의 오류를 검사하고 복구한다.
자원 보호 기능을 제공하고, 입출력에 대한 보조 기능을 제공한다.

Windows란,

1990년대 마이크로소프트 사가 개발한 운영체제로써, 95부터 11까지 다양한 버전이 존재한다. Windows의 특징에는 GUI, 선점형 멀티태스킹, OLE, PnP등이 있다.

(1) GUI; Graphic User Interface

키보드로 명령어를 직접 입력하지 않고, 마우스로 아이콘이나 메뉴를 선택하여 모든 작업을 수행하는 방식

(2) 선점형 멀티태스킹; Preemptive Multi-Tasking

동시에 여러 개의 프로그램을 실행하는 멀티태스킹을 하면서 운영체제가 각 작업의 CPU 이용 시간을 제어하여 응용 프로그램 실행 중 문제가 발생하면 해당 프로그램을 강제 종료시키고 모든 시스템 자원을 반환하는 방식
하나의 응용 프로그램이 CPU를 독점하는 것을 방지해 시스템 다운 현상 없이 더욱 안정적인 작업이 가능토록 한다.

(3) PnP; Plug and Play 이하 자동 감지 기능

컴퓨터 시스템에 프린터나 사운드 카드 등의 하드웨어를 설치했을 때, 해당 하드웨어를 사용하는 데 필요한 시스템 환경을 운영체제가 자동으로 구성해 주는 기능
PnP 기능을 활용하기 위해 하드웨어와 소프트웨어 모두 PnP를 지원해야 한다.

(4) OLE; Object Linking and Embedding

OLE는 다른 여러 응용 프로그램에서 작성된 문자나 그림 등의 개체를 현재 작성 중인 문서에 자유롭게 연결하거나 삽입하여 편집할 수 있게 하는 기능
OLE로 연결된 이미지를 원본 프로그램에서 수정하거나 편집하면 그 내용이 그대로 해당 문서에 반영됨

UNIX란,

1960년대 벨 연구소, MIT, General Electric이 공동 개발한 운영체제로써, 특징에는 다음과 같은 것들이 있다.

시분할 시스템을 위해 설계된 대화식 운영체제로, 소스가 공개된 개방형 시스템
대부분 C언어로 작성돼 있어 이식성이 높고 장치, 프로세스 간 호환성이 높음
크기가 작고 이해하기 용이
다중 사용자, 다중 작업을 지원 (🎃 Windows는 단일 사용자만 지원한다.)
많은 네트워킹 기능을 제공하므로 통신망 관리용 운영체제로 적합
트리 구조의 파일 시스템을 갖음
전문적인 프로그램 개발에 용이
다양한 유틸리티 프로그램들이 존재

UNIX 시스템의 구성은,

하드웨어 < 커널 < 쉘 < 유틸리티 < 사용자 순으로 구성돼 있다.

(1) 커널; Kernel

UNIX의 가장 핵심적인 부분으로, 컴퓨터가 부팅될 때 주기억장치에 적재된 후 상주하면서 실행된다.
하드웨어를 보호하고, 프로그램과 하드웨어 간의 인터페이스 역할을 한다.
프로세스, 기억장치, 파일, 입출력 관리 등 여러 가지 기능을 수행한다.

(2) 쉘; Shell

사용자의 명령어를 인식하여 프로그램을 호출하고 명령을 수행하는 명령어 해석기로, 시스템과 사용자 간의 인터페이스를 담당한다.
주기억장치에 상주하지 않고, 명령어가 포함된 파일 형태로 존재하며 보조 기억장치에서 교체 처리가 가능하다.
파이프라인 기능을 지원하고, 입출력 재지정을 통해 출력과 입력의 방향을 변경할 수 있다.
공용 Shell이나 사용자가 만든 Shell을 사용할 수 있다.

(3) 유틸리티; Utility

일반 사용자가 작성한 응용 프로그램을 처리하는 데 사용한다. 종류로는 에디터, 컴파일러, 인터프리티, 디버거 등이 있다.

LINUX란,

1991년 리누스 토발즈가 UNIX를 기반으로 개발한 운영체제로, 프로그램 소스 코드가 무료로 공개돼 있기에 프로그래머가 원하는 기능을 추가할 수 있고, 다양한 플랫폼에 설치하여 사용이 가능하며, 재배포가 가능하다.
UNIX와 완벽하게 호환되며, 대부분의 특징이 UNIX와 동일하다.

MacOS란,

1980년대 애플이 UNIX를 기반으로 개발한 운영체제로, 애플 사에서 생산하는 제품에서만 사용이 가능한 운영체제이다. 드라이버 install 및 uninstall 과정이 단순하다는 특징이 있다.