[운영체제] 01. 운영체제가 뭐길래?

 

운영체제 (OS, Operating System)

컴퓨터 시스템을 운영하는 소프트웨어

 

컴퓨터

정보를 처리하는 기계

 

정보

어떤 불확실성을 측정하여 수치화한 것

 

 

컴퓨터가 정보를 어떻게 처리할까?

정보의 최소 단위

    → bit (binary digit)

 

정보의 처리

: 정보의 상태 변환

    → 0에서 1로, 1에서 0으로

 

부울 대수 (Boolean Algebra)

    → NOT, AND, OR

 

논리 게이트

    → NOT, AND, OR, XOR, NAND, NOR

 

논리 회로

    → IC, LSI, VLSI, ULSI, SoC, ...

 

정보의 저장과 전송

    → 플립-플롭, 데이터 버스, RF(Radio Frequency)

 

 

그래서, 컴퓨터가 정보를 어떻게 처리하죠?

덧셈 → 반가산기, 전가산기

뺄셈 → 2의 보수 표현법

곱셈과 나눗셈 → 덧셈과 뺄셈의 반복

실수 → 부동 소수점 표현법

함수 → GOTO

삼각함수, 미분, 적분, 사진 촬영, 동영상 재생, ...

 

 

컴퓨터의 특성

범용성, universality

소프트웨어에 따라서 하드웨어의 목적이 달라진다.

  –   NOT, AND, OR 게이트만으로 모든 계산을 할 수 있다.

  –   NAND 게이트만으로 모든 계산을 할 수 있다.

※ 범용 컴퓨터: general-purpose computer

 

계산 가능성, computability

Computability는 turing-computable한 것을 의미

  –   Turing-computable: 튜링 머신으로 계산 가능한 것

  –   정지 문제(Halting Problem): 튜링 머신으로 풀 수 없는 문제

 

 

컴퓨터는 누가 만들었을까?

컴퓨터의 할아버지

: Alan Turing - Turing Machine

 

 

컴퓨터의 아버지

: John von Neumann - ISA, Instruction Set Architecture

  –   내장형 프로그램(stored-program) 방식을 처음으로 도입

  –   메모리에 프로그램을 저장하는 컴퓨터

 

※ 프로그램

컴퓨터 하드웨어에 특정 업무를 실행시키는 명령어들의 집합

 

폰 노이만 아키텍처, ISA

 

 

 

결론적으로 운영체제란, 

컴퓨터에서 항상 실행중인 프로그램

 

시스템 서비스를 애플리케이션 프로그램에 제공

  –   애플리케이션과 하드웨어 사이에서 인터페이스 역할

 

프로세스, 자원(resource), 사용자 인터페이스 등을 관리

–   사용자 인터페이스(User Interface)와 자원 관리(Resource Management)를 위한 프로그램의 집합

 

 

 

다음 중 운영체제가 필요없는 것은?

• 휴대폰
• 텔레비전
• 자동차
• 지갑

 

 

 

 →  다 필요함

• 휴대폰 - Android, iOS
• 텔레비전 - 스마트 TV
• 자동차 - AUTOSAR
• 지갑 - 전자지갑 (카카오페이, 삼성페이, ...)