운영체제

💡 컴퓨터 시스템의 자원들을 효율적으로 관리하며, 사용자가 컴퓨터를 편리하고 효과적으로 사용할 수 있도록 환경을 제공하는 여러 프로그램들의 모임이다.

운영체제는 컴퓨터 하드웨어와 사용자 간의 인터페이스로서 동작하는 시스템 소프트웨어의 일종으로, 다른 응용프로그램에 유용한 작업을 할 수 있도록 환경을 제공해 준다.

프로그램
: 하드디스크와 같은 보조기억장치에서 아무런 동작을 하지 않는 상태

프로세스
: RAM과 같은 메인 메모리(주기억장치)에서 실행중인 프로그램(program in execution)

운영체제의 구조

💡 운영체제는 크게는 커널과 인터페이스로 나뉜다.

• 인터페이스

💡 컴퓨터에 대한 많은 지식을 가지지 않은 사용자가 시스템 호출을 직접 이용하지 않아도 간단한 명령 혹은 조작을 해서 시스템 호출을 통해 운영체제 커널 기능을 이용할 수 있도록 만든 소프트웨어이다.
그래픽 기반 사용자 인터페이스(GUI)와 명령줄 기반 사용자 인터페이스(CLI)로 나누어 진다.

• 시스템 호출

💡 커널이 자신을 보호하기 위한 인터페이스이다.
시스템 관련 서비스를 모아 함수 형태로 제공하며 사용자나 응용 프로그램으로부터 컴퓨터의 자원을 보호하기 위해 자원에 직접 접근하는 것을 차단했다.

• 커널

💡 하드웨어와 소프트웨어 컴포넌트 사이의 중요한 인터페이스 역할을 하고 있으며 아래와 같은 여러 주요 기능을 담당한다.
운영체제의 가장 낮은 수준에서 실행되어 운영 체제의 다른 모든 부분들이 커널을 통해 하드웨어와 직/간접적으로 상호작용한다.
리눅스, 윈도우, macOS 등 다양한 운영체제가 각각의 고유한 커널을 가지고 있으며 운영체제의 특성과 성능을 결정 짓게 된다.(대부분의 운영체제는 계층형 구조 커널로 되어 있다.)

1. **리소스 관리**
    : CPU, 메모리, 디스크 공간 등을 관리한다.
2. **프로세스 관리**
    : 다양한 프로세스들 사이에 CPU 시간을 분배하고 프로세스의 생성과 종료를 관리한다.
3. **메모리 관리**
    : 프로그램들이 필요로 하는 메모리를 할당하거나 해제하여 메모리 누수나 오버플로우 같은 문제를 방지한다.
4. **장치 드라이버와의 인터페이스**
    : 키보드, 마우스, 프린터, 디스플레이와 같은 하드웨어 장치를 효과적으로 제어할 수 있다.

• 드라이버

💡 커널과 하드웨어의 인터페이스를 담당한다.
키보드와 마우스 같은 일반적이고 복잡하지 않은 디바이스 드라이버는 커널에 포함되어 있지만 프린터나 그래픽 카드와 같은 크기가 크고 복잡한 디바이스 드라이버는 사용자가 직접 설치해야 한다.

리눅스

💡 오픈 소스 운영 체제로 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어 리소스의 관리 및 사용자와 프로그램 간의 인터페이스를 제공한다.
안정성, 보안성, 유연성 측면에서 우수하여 웹서버, 애플리케이션 서버, 데이터베이스 서버와 같은 다양한 용도로 사용된다.

• 리눅스를 다양한 서버로 사용하는 이유

1. 무료 오픈 소스
: 리눅스 배포판은 대부분 무료이며 오픈 소스이기 때문에 사용자가 필요에 따라 소스 코드를 수정하고 배포할 수 있다.

2. 안정성 및 신뢰성
: 매우 안정적인 운영체제로 오랜 시간 동안 재부팅 없이 실행 될 수 있다. 이는 서버 운영에 있어 중요한 요소이다.

3. 보안
: 기본적으로 보안이 강화된 설계를 가지고 있고 정기적인 업데이트와 커뮤니티의 지원을 통해 높은 보안성이 지속적으로 유지된다.

4. 성능
: 자원을 효율적으로 사용하여 시스템의 성능을 최적화 한다. 이 역시 서버 운영에서 중요하다.

5. 다양한 배포판
: 다양한 배포판이 있어 서버 용도에 맞게 선택할 수 있다.
(Ubuntu, CentOS, Debian 등)

리눅스의 역사

💡 1991년, 핀란드 헬싱키 대학교의 컴퓨터과학 학생이었던 리누스 토발즈(Linux Tovalds)에 의해 처음 개발되었다.

처음에는 MINIX(작은 유닉스 시스템)를 사용하였는데 제한적인 시스템에 실망해 자신만의 운영체제를 만들기로 결정하여 만들었던 것으로 알려져 있다.

공개 이후 많은 개발자들이 참여하면서 안정성과 효율성이 뛰어난 리눅스 커널을 갖추게 되었으며 이후 현재까지도 무료 오픈소스로써 전세계 수많은 개발자들이 수정 및 기능 추가를 해 오고 있다.

유닉스 클론(clone)이었던 리눅스는 리눅스 커널을 기반으로 다양한 배포판이 등장하였고 다양한 대기업의 투자 및 서버, 데스크톱, 모바일 장치, 임베디드 시스템 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.

GNU 프로젝트
: 컴퓨터 프로그램에 대한 저작권을 없애는 것으로 모두가 공유할 수 있는 소프트웨어를 제작하고 프로그램의 복제, 변경, 소스 코드의 제한을 철폐하는 것에 진정한 가치를 둔다.

자유 소프트웨어 재단(FSF, Free Software Foundation)의 리처드 스톨만(Richard Stallman)이 주축이 되어 설립된 재단에서 GNU 프로젝트를 지원하고 모든 프로그램의 라이센스를 GPL 라이선스로 규정하여 자유 소프트웨어 개념을 도입했다.

자유 소프트웨어
: 소스 코드를 공개, 사용, 수정, 재배포의 자유, 수정한 소프트웨어의 판매 자유를 말한다.

리눅스의 종류

💡 리눅스는 다양한 배포판을 통해 제공되며 특정한 목적, 사용자, 기능에 맞춰 설계되어 있다.

• 리눅스의 종류 및 설명

  Historical quarterly trends in the usage statistics of Linux subcategories, July 2024

  

  계열	종류	설명
  Debian 계열	Ubuntu	가장 인기있는 데스크탑 리눅스 배포판 중 하나로, 사용자 친화적이며 초보자에게 적합하다.
  Debian 계열	Debian	안정성과 보안에 중점을 둔 배포판으로, 다양한 아키텍처를 지원한다.
  Debian 계열	Mint	Ubuntu를 기반으로 하며, 향상된 사용자 경험을 제공한다. 초보자에게 적합하다.
  Redhat 계열	Fedora	최신 기술을 빠르게 채택하는 것으로 알려져 있으며, 개발자와 고급 사용자에게 인기가 있다.
  Redhat 계열	CentOS	엔터프라이즈 수준의 안정성을 제공하는 서버용 배포판으로, 무료 대체제로 Red Hat Enterprise Linux(RHEL)와 호환된다.
  Slackware 계열	openSUSE	안정적이고 다기능적인 배포판으로, 서버와 데스크톱 양쪽에서 모두 사용한다.