Operating Systems - History and Features

Week 1

Operating System(OS)의 역사

Operating System이 무엇인지를 알기 위해서는 우선 OS가 발전해 온 역사를 알아야 한다.

OS의 역사는 크게 3페이즈로 나뉜다. 

 

1 페이즈 : 1950년대 초반 ~ 1960년대 중반

2 페이즈 : 1960년대 중반 ~ 1990년대 중반

3 페이즈 : 1990년대 중반 ~ 현재

 

1페이즈

• Human Operator as an OS
  • 하드웨어가 비싸고 인건비가 쌈
  • Slow job to job transition
  • Utilization(Computing time / Operating time) 안좋음
• Simple Batch monitor & Batch OS with Advanced SPOOLing
  
  • Utilization 낮다는 단점 개선 
    • Batch(한꺼번에 묶어서 저장)를 통해 해결
    • Spooling(Simultaneous Peripheral Operations Online)을 통해 해결
    • 위 2가지 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 메인 메모리에 상주하는 컨트롤 소프트웨어가 필요하게 됨
      • 이게 Operating System
    • 하지만, Utilization이 아직도 낮다는 단점 존재
      • I/O 진행하는 동안 CPU는 다른 일을 못하기 때문
      • 즉, CPU 연산과 I/O 연산을 병렬처리할 순 없음
  • Multiprogrammed Batch OS
    
    • Utilization이 아직도 낮다는 단점의 해결책으로 Multiprogramming이 나옴
      • Multiprogramming - 여러개의 job을 main memory에 올리고 CPU 주고 받고 수행하는 형태
      • Asynchronous - Utilization 상승
      • Synchronous - 병렬화 X
    • 하지만, Multiprogramming에는 다음의 3가지 어려움이 있음
      • Memory protection and relocation added to OS
        • Base registers, Bound registers로 해결
          • Base register : Job이 있는 주소값
          • Bound register : 해당 job이 차지하는 주소값의 범위(크기)
          • Base register + Bound register = MMU(Memory Management Unit)
        • Relocation : Program이 compile 되었으면 메모리에 재할당 되는 것
      • Higher Utilization because of multiple jobs
      • Concurrent programming became necessary

 

2 페이즈

• Interactive time-sharing OS
  • 이제는 하드웨어 싸고 인건비 비쌈
  • 여러 사용자가 CPU와 메모리 자원을 공유하며 동시에 시스템을 사용하는 환경을 제공
• PC OS
  • 컴퓨터가 쌈
  • 개인용 컴퓨터에서 실행됨
• OS with internet
  • 인터넷 연결 및 네트워킹 기능이 중점

 

3 페이즈

• OS with built-in Internet Access
  • 인터넷 프로토콜 추가됨
  • 인터넷 프로그래밍 중요
  • 멀티태스킹 중요해짐
  • ex. Chrome, Windows, macOS
• Sophisticated PC OS
  • 많은 컴퓨터와 네트워크 자원 필요로 함
  • 더 복잡해졌지만 가격이 더 싸짐
  • ex. Windows(Windows 10/11 Pro 버전 이상), macOS, 고급 Linux(Ubuntu)
• OS with Multimedia Support
  • 영상, 오디오, 그래픽 처리에 최적화된 OS
  • 가전제품과 컴퓨터가 합쳐짐
  • ex. Windows (특히 멀티미디어 작업에 최적화된 Windows Media 기능 포함), macOS (iMovie, Final Cut Pro와 같은 애플리케이션과의 호환성), Android, iOS (멀티미디어 지원 및 편집 앱 중심)
• OS as Commodity
  • 컴퓨터, 모바일, 클라이드 시스템에서 많이 쓰이는 OS

 

OS의 기능

• Coordinator(조정자) 
  • 더 효율적이고 공정하게 동작하도록 만들어주는 역할
  • Concurrency
    • several users doing less jobs each vs one user doing many jobs
  • I/O devices
    • I/O devices run concurrently with the CPU
    • Devices interrupts CPU when done
  • Memory
    • Each process needs some memory to execute
  • Files
    • Each user owns a collection of files
  • Network
    • allow groups of computers to work together

OS as coordinator

• Illusion Generator
  • 자원이 무제한처럼 보이게 하는 환상을 만들어주는 역할
    • by time sharing, virtual memory
• Standard Library
  • 표준 라이브러리 형태의 기능, 인터페이스 제공

이번 강의에서 가장 중요한 것은 Operating System의 정의입니다.

• 그 중 첫번째는 컴퓨터 시스템에 존재하는 하드웨어 자원을 관리해주는 Coordinator
• 두 번째는 앱을 다운로드해서 operate(작동)시키는 runtime environment