WAIsec

Digital Forensics Student

먼저 OS 자체를 배우기에 앞서 OS의 역사에 대해 알아볼 것 입니다.

현재 우리가 사용하고 있는 OS들 Windows, Linux, Mac OS 등등 이러한 OS들은 어떠한 과정을 거쳐 발전했을까요?

Origin of computers

여러분은 Computer의 기원에 대해 알고 계신가요?

우리가 알고 있는 Computer는 ‘Compute’ 라는 ‘계산하다’ 라는 단어에서 유래되었습니다. 말 그대로 계산해주는 자!

이러한 Computer는 2차 세계대전에서 암호 해석, 미사일 탄도 분석, 물리 계산에 사용되어졌습니다.

Moore’s Law란?

Moore's Law

‘Moore’s Law(무어의 법칙)’이 무엇일까요? Computer는 급격한 변화를 거듭해왔습니다. 이에 대해, Morre라는 학자는 2년마다 Computer의 연산속도가 약 2배정도 늘어난다는 이론을 주장했는데요. 이것이 바로 ‘Moore’s Law’ 입니다.

OS(Operating System)의 진보

  1. Batch Processing System
    • 일괄 처리는 아주 단순한 OS 개념으로 시작한 작업(job)이 끝나야 다음 작업을 수행할 수 있습니다.
    • 주로 복잡한 계산에 사용됩니다.
    • 펀치카드를 제출하고 이를 메모리에 적재하여 수행하는 순서로 이루어지며
    • 사람이 직접 Job Scheduling을 수행합니다. → 이는 사람이 직접 다음 작업을 실행하기 때문에 Job swiching issue를 유발합니다.
    • 또한 기계적인 I/O 장치와 전기 장치인 CPU 간의 현격한 속도 차이 때문에 I/O in the middle of job에 관한 문제점이 있습니다.
  2. Multi-Programming
    • Batch system에서의 단점을 보완하기 위해 만들어진 기술입니다.
    • 2개 이상의 작업을 동시에 실행하고 운영체제는 여러 개의 작업을 메모리에 동시에 유지, 현재 실행 중인 작업이 I/O를 수행할 경우 다음 작업을 순차적으로 실행합니다.
    • CPU의 쉬는 시간 (idle time)을 최소화 하여 활용율을 극대화 시킬 수 있습니다.
    • 하지만 이런 Multi-Programming에서도 문제점이 있습니다.
      • 우선, 다음 작업의 수행을 위해서는 현재 수행되는 작업이 I/O를 요청하여야 합니다. 즉, 한 명이 의도적으로 I/O를 요청하지 않거나, 마지막에 몰아서 한다면 공평성이 깨집니다.
      • 이러한 누구나 컴퓨터를 많이 사용하고 싶어하는 마음(먼저 업무를 끝내고 싶은건 누구나 같은 마음이겠죠?) 때문에 Multi-programming은 공평성 유지의 필요성이 존재합니다.
      • 이러한 공평성을 위해서 우선 순위를 매겨줘야하며 이는 우선 순위 기반의 실행의 필요성을 보여줍니다.
  3. Time Sharing
    • Multi programming에서 혼자서 CPU를 차지하는 것을 방지하는 확률을 없애기 위해 등장한 모델입니다.
    • CPU의 실행 시간을 Time slice로 나누어 실행합니다.
    • 모든 프로그램은 정해진 Time slice 동안 CPU를 점유하고 시간이 끝나면 자신의 작업량이 남아있더라도 CPU를 다음 주자에게 양보하여야 합니다.
  4. Multi tasking
    • Multi-programming 기법에 Time sharing 기법을 더하여 응답성을 올려준 모델입니다.
    • 여러 개의 세부 작업들이 CPU와 같은 자원을 공유하도록 하는 방법입니다.

    • 하나의 작업은 동시에 실행할 수 있는 세부 작업으로 나눠질 수 있습니다.

      (예를 들어, 하나의 프로세스에서 여러 개의 자식 프로세스를 생성하는 것과 같겠죠?)

    • 사용자가 여러 개의 프로그램 실행이 가능해집니다.
    • 이러한 multi-tasking은 굉장한 효율을 주는 대신에 많은 Issue들이 존재합니다.
      • 적당한 Time slice를 지정해주는 것 ( 너무 자주 일어나면 context-switching의 overhead가 너무 커져요!)

      context_switching이란, process가 바뀜에 있어서 일시적으로 정보를 저장하고 다른 실행될 process를 가져오는 process 교환, 즉, 문맥 변경이라 생각하시면 됩니다.

    • 작업 간의 동기화 문제를 해결해줘야 합니다.
    • 복잡한 메모리 관리 시스템이 필요합니다.
      • 동시에 몇 개까지 프로그램을 메모리에 상주시킬 것인가?
      • 메모리 관리 및 보호 시스템이 필요
  5. Others
    • Multiprocessor systems
      • Symmetric or Asymmetric
    • Embedded systems
      • smart phone, self-driving car
    • 분산 시스템
      • Client-server model, peer-to-peer model
    • Clustered Systems
      • 분산 시스템과 결합하여 Cloud service를 제공합니다.
    • Real-time systems