운영체제의 기술 발전 흐름 총정리

컴퓨터 기능 및 기술의 발전으로 인하여 운영체제도 지속적으로 그 기능이 확장되고 있으며 현재에도 운영체제는 계속 발전하고 있습니다. 사용자 또는 시스템 관리자의 요구에 따라 새로운 서비스를 제공하기 위한 운영체제는 확장이 되어야 하며 어떠한 운영체제도 완벽한 것은 없습니다. 그렇기 때문에 끊임없이 발전하고 연구가 되고 있는 것입니다. 그럼 오늘은 운영체제의 기술 발전 흐름에 대해 알아보겠습니다.

 

운영체제의 기술 발전 흐름

운영체제의 기술 발전 흐름

운영체제의 발전 순서는 1세대(일괄처리), 2세대(다중 프로그램, 시분할, 다중처리, 실시간), 3세대(다중모드), 4세대(분산처리)로 나뉠 수 있습니다. 언급했듯이 운영체제 발전을 1세대, 2세대, 3세대, 4세대로 분류하여 각 세대별 중요 발전 흐름을 살펴보겠습니다. 

1) 순차처리 

이 시절은 운영체제가 없으며, 이 시대 컴퓨터들은 디스플레이 발광체(Light), 토글(Toggle), 스위치, 입력장치, 그리고 프린터로 구성된 콘솔(Console)을 통해 운영이 되었습니다. 프로그래머가 상주 모니터(Resident Monitor)에게 전달될 정보를 작업 제어카드(JCC)에 전달하고, 상주 모니터는 작업 제어카드(JCC)에 의하여 지시하는 대로 작업순서를 제공하여 하나의 프로그램을 실행하게 됩니다. 이후 프로그램 수행을 완료하면 제어는 모니터로 복귀하게 됩니다.

2) 일괄처리시스템(Batch Processing System) 

초기의 컴퓨터 시스템에 사용한 형태로 일정량 또는 일정기간 데이터를 모아서 한꺼번에 처리하는 방식을 말합니다. 일괄처리를 위해 적절한 작업 제어 언어(JCL, Job Control Language)를 제공했으며, 컴퓨터 시스템을 효율적으로 사용할 수 있었습니다. 단점으로는 반환시간(Turn Around Time)이 늦지만 하나의 작업이 모든 자원을 독점하므로 CPU 유휴시간이 줄어들게 됩니다. 주로 급여계산, 지불 계산, 연말 결산 등의 업무에 사용이 되었습니다.

3) 다중프로그램(Multi-Programming System) 

입출력 장치와 CPU 사이의 속도 차이를 이용하여 하나의 CPU와 주기억 장치를 이용하여 여러 개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식입니다. 프로그램을 기억시켜 놓고 그중 하나가 실행될 때 입출력 장치의 조작으로 인해 CPU 유휴시간이 발생하면 운영체제가 다른 작업으로 전환하게 된다. 이로 인한 단점은 CPU의 사용률과 처리량이 증가하게 됩니다.

4) 시분할시스템(Time Sharing System) 

여러 명의 사용자가 사용하는 시스템에서 컴퓨터가 사용자들의 프로그램을 번갈아가며 처리함으로써 각 사용자는 독립된 컴퓨터를 사용하는 느낌을 주는 것으로 라운드 로빈(Round Robin) 방식이라고도 합니다. 여러 사용자가 각자의 단말장치를 통하여 동시에 운영체제와 대화하면서 각자의 프로그램을 실행하게 됩니다. 하나의 CPU는 같은 시점에서 여러 개의 작업을 동시에 수행할 수 없기 때문에 CPU 전체 사용시간을 작은 작업 시간량(Time Slice)으로 나누어서 그 시간 동안 번갈아가며 CPU를 할당하여 각 작업을 처리합니다. 단, 시스템 전체 효율은 좋아질 수 있으나 사용자 입장에서는 반응속도에 저하가 생긴다. 각 작업에 대한 응답 시간을 최소한으로 줄이는 것을 목적으로 합니다.

5) 다중처리시스템(Multi-Processing System) 

여러 개의 CPU와 하나의 주기억 장치를 이용하여 여러 개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식입니다. 하나의 CPU가 고장이 나더라도 다른 CPU를 이용하여 업무를 처리할 수 있어서 시스템 신뢰성과 안정성이 높습니다. 여러 CPU가 하나의 메모리를 공유하여 단일 운영체제에 의해 관리됩니다. 프로그램의 처리속도는 빠르지만 기억장치, 입출력 장치 등의 자원 공유에 대한 문제점을 해결해야 한다는 단점이 있습니다.

6) 실시간 처리 시스템(Real Time Processing System) 

데이터 발생 또는 데이터 처리 요구가 있는 즉시 처리하여 결과를 산출하는 방식입니다.  처리 시간이 단축되고 처리비용이 절감된다는 장점이 있습니다. 주로 우주선 운행이나 레이더 추적기, 핵물리학 실험 및 데이터 수집, 전화교환장치의 제어, 은행의 온라인 업무 등 시간에 제한을 두고 수행되어야 하는 작업에 사용됩니다.

7) 다중모드 처리(Multi-Model Processing) 

일괄처리 시스템, 시분할 시스템, 다중처리 시스템, 실시간 처리 시스템을 한 시스템에서 모두 제공하는 방식입니다.

8) 분산처리 시스템(Distributed Processing System)  

여러 개의 컴퓨터(프로세서)를 통신 회선으로 연결하여 하나의 작업을 처리하는 방식입니다. 각 단말장치나 컴퓨터 시스템은 고유의 운영체제와 CPU, 메모리를 가지고 있습니다.

요약

여기까지 운영체제의 기술 발전 흐름에 대해 말씀드렸습니다. 운영체제는 계속해서 발전하고 있으며, 끊임없이 발전이 이루어지고 있습니다. 정보보안을 공부하는데 있어 운영체제의 흐름은 중요한 기초의 바탕이 되기 때문에 꼭 숫지하시기를 바랍니다.