[OS] 사용자와 운영체제 인터페이스(User and Operating-System Interface)

학습할 교재

 

사용자와 운영체제 인터페이스(User and Operating-System Interface)

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사용자가 운영체제와 접촉하는 방식에는 여러 방법이 있습니다. 저는 이번에 여러 가지 방법 중 3가지 기본적인 방법에 대해 정리하려고 합니다. 한 방식은 명령어 라인 인터페이스 또는 명령 인터프리터(command interpreter)를 제공하는 것입니다. 이 명령어 라인 인터페이스는 사용자가 운영체제가 수행할 명령어를 직접 입력할 수 있도록 합니다. 다른 두 가지 방식은 사용자가 그래픽 기반 사용자 인터페이스를 통하여 운영체제와 접촉하게 하는 것입니다.

1. 명령 인터프리터
2. 그래픽 사용자 인터페이스
3. 터치스크린 인터페이스

 

(1) 명령 인터프리터(Command-Interpreter)

Linux, Unix 및 Windows를 포함한 대부분은 명령 인터프리터를 프로세스가 시작되거나 사용자가(대화형 시스템상에서) 처음 로그온 할 때 수행되는 특수한 프로그램으로 취급합니다. 선택할 수 있는 여러 명령 인터프리터를 제공하는 시스템에서 이 해석기는 셸(shell)이라고 불립니다. 예를 들면 UNIX나 Linux 시스템에서는 Bourne shell, C shell, Bourne-Again shell, korn shell 등을 포함하여 사용자가 선택할 수 있는 여러 셸이 제공됩니다. 대부분의 셸은 유사한 기능을 제공하며, 사용자가 어느 셸을 사용할 것인가를 결정하는 것은 개인적 취향에 따라 달라집니다. 아래 이미지는 현재 제가 macOS에서 사용하는 zsh 명령 인터프리터입니다.

macOS의 zsh 명령 인터프리터

 명령 인터프리터의 중요한 기능은 사용자가 지정한 명령을 가져와서 그것을 수행하는 것입니다. 이 수준에서 제공된 많은 명령은 파일을 조작합니다. 즉 생성, 삭제, 리스트, 프린트, 복사, 수행 등을 합니다. UNIX 시스템에서 사용 가능한 다양한 셸은 이런 방식으로 실행됩니다. 이 명령어들은 두 가지 일반적인 방식으로 구현될 수 있습니다.

 한 가지 방법은 명령 인터프리터 자체가 명령을 실행할 코드를 가지는 경우입니다. 예를 들면, 한 파일을 삭제하기 위한 명령은 명령 인터프리터가 자신의 코드의 한 부분으로 분기하고, 그 코드 부분이 매개변수를 설정하고 적절한 시스템 콜을 합니다. 이 경우 제공될 수 있는 명령의 수가 명령 인터프리터의 크기를 결정하는데, 그 이유는 각 명령이 자신의 구현 코드를 요구하기 때문입니다.

 여러 운영체제 중 UNIX에 의해 사용되는 다른 대안의 접근 방법은 시스템 프로그램에 의해 대부분의 명령을 구현하는 것입니다. 이러한 경우 명령 인터프리터는 전혀 그 명령을 알지 못합니다. 단지 메모리에 적재되어 실행될 파일을 식별하기 위해 명령을 사용합니다. 따라서 파일을 삭제하는 아래의 UNIX 명령은 rm이라 불리는 파일을 찾아서, 그 파일을 메모리에 적재하고, 그것을 매개변수 file.txt로 수행합니다.

rm file.txt

rm 명령과 관련된 로직은 rm이라는 파일 내의 코드로 완전하게 정의됩니다. 이러한 방법으로 프로그래머는 적합한 프로그램 로직을 가진 새로운 파일을 생성함으로써 시스템에 새로운 명령을 쉽게 추가할 수 있습니다. 명령 인터프리터 프로그램은 이제 아주 작아질 수 있으며, 새로운 명령을 추가하기 위해 변경될 필요가 없습니다.

 

(2) 그래픽 기반 사용자 인터페이스(Graphical User Interface)

운영체제와 접촉하는 두 번째 방식은 사용자와 친화적인 그래픽 기반 사용자 인터페이스 또는 GUI를 통하는 방식입니다. 이 방식에서는 명령어 라인 인터페이스를 통하여 사용자가 직접 명령어를 입력하는 것이 아니라 데스크톱이라고 특정 지어지는 마우스를 기반으로 하는 윈도 메뉴 시스템을 사용합니다. 사용자는 마우스를 움직여 마우스 포인터를 프로그램, 파일, 시스템 기능 등을 나타내는 화면상의 이미지(아이콘)에 위치시킵니다. 마우스 포인터의 위치에 따라, 마우스 버튼을 누름으로써 프로그램을 호출하거나 파일 혹은 디렉터리(폴더)를 선택할 수도 있고, 또는 명령을 포함한 메뉴를 잡아당길 수도 있습니다.

 그래픽 기반 사용자 인터페이스는 1970년대 초 Xerox PARC 연구 센터에서 수행된 연구의 일부로부터 기인합니다. 최초의 GUI는 1973년 출시된 Xerox Alto 컴퓨터에 처음으로 등장했습니다. 그러나 그래픽 기반 인터페이스는 1980년대에 Apple Macintosh 컴퓨터에 의해 널리 사용되게 되었습니다. 가장 커다란 변화는 macOS에서 사용된 Aqua 인터페이스의 채용입니다. MIcrosoft사의 첫 번째 Windows(버전 1.0)는 MS-DOS의 GUI에 기반을 둡니다. Windows 시스템의 이후 버전들은 모양과 기능 면에 있어서 크나큰 발전을 합니다.

 전통적으로 UNIX 시스템은 명령어 라인 인터페이스가 주류를 이루었습니다. 그러나 K Desktop Enviroment(또는 KDE) 및 GNU 프로젝트에 의한 GNOME 데스크톱과 같은 다양한 공개 소스 프로젝트 등을 통해 디자인이 크게 향상된 다양한 GUI 인터페이스를 사용할 수 있습니다. KDE 및 GNOME 데스크톱은 Linux 및 다양한 UNIX 시스템에서 실행되며 공개 소스 라이선스로 사용할 수 있습니다. 즉, 특정 라이선스 조건하에서 소스코드를 읽고 수정하는 것이 쉽다는 것을 의미합니다.

 

(3) 터치 스크린 인터페이스(Touch-Screen Interface)

대부분의 모바일 시스템에는 명령 라인 인터페이스나 마우스 및 키보드 시스템이 실용적이지 않기 때문에 스마트폰 및 휴대용 태블릿 컴퓨터는 일반적으로 터치스크린 인터페이스를 사용합니다. 터치스크린에서 손가락을 누르거나 스와이프 하는 등의 제스처를 취하여 상호 작용합니다. 초기 스마트폰에는 물리적 키보드가 포함되어 있었지만 이제 스마트폰과 태블릿의 대부분은 터치스크린에서 키보드를 시뮬레이션합니다. iPad와 iPhone 모두 Springboard 터치 스크린 인터페이스를 사용합니다.

 

 정리

명령어 라인 또는 그래픽 기반 인터페이스를 사용할 것인지는 개인의 선호에 달려있습니다. 컴퓨터를 관리하는 시스템 관리자와 시스템에 대해 깊게 알고 있는 파워 유저들은 명령어-라인 인터페이스를 사용합니다. 그들로서는 하고자 하는 작업에 대해 더 빨리 접근할수 있으므로 명령어-라인 인터페이스가 더 효율적입니다. 사실 몇몇 시스템에서는 GUI를 통해서는 시스템 기능의 일부만을 이용할 수 있고 자주 쓰이지 않는 나머지 기능은 명령어-라인을 사용할 수 있는 사용자만이 이용할 수 있습니다. 게다가 명령어-라인 인터페이스는 보통 반복적으로 해야 하는 작업을 쉽게 할 수 있게 하는데, 프로그래밍이 가능하다는 사실이 한몫을 차지합니다. 예를 들면, 자주 사용되는 작업이 명령어-라인의 여러 절차를 필요로 한다면, 이 절차를 파일로 저장하고, 이 파일 프로그램을 실행하는 것처럼 이용할 수 있습니다. 이러한 프로그램은 실행 가능한 기계어 코드로 컴파일되지는 않지만 명령어-라인 인터페이스에 의해서 번역되면서 실행될 수 있습니다. 이러한 셸 스크립트(shell scripts)는 UNIX와 Linux와 같이 명령어-라인 인터페이스에 기반을 둔 시스템에서는 매우 흔한 형태입니다.

 반면에 대부분의 Windows 사용자들은 Windows GUI환경에서 작업하기를 원하며 셸 인터페이스는 거의 사용하지 않습니다. 최신 버전의 Windows 운영체제는 데스크톱 및 일반 랩톱용 표준 GUI와 태블릿용 터치스크린을 모두 제공합니다. Macintosh 운영체제가 겪은 다양한 변화는 대조적인 면을 보여줍니다. 역사적으로 Mac Os는 GUI를 통해서만 운영체제와 상호작용하게 하면서 명령어 라인 인터페이스를 제공하지 않았습니다. 그러나 macOS(부분적으로 UNIX 커널을 이용 하여 구현됨)의 출시와 더불어 현재는 Aqua GUI와 명령어 라인 인터페이스를 함께 제공합니다. 

iOS 및 Android 모바일 시스템에 명령어 라인 인터페이스를 제공하는 앱이 있지만 거의 사용되지 않습니다. 대신, 거의 모든 모바일 시스템 사용자가 터치스크린 인터페이스를 사용하여 장치와 상호 작용합니다.

 사용자 인터페이스는 시스템마다 심지어 한 시스템의 사용자마다 다를 수 있습니다. 그러나 통상 실제 시스템 구조에서는 제외되었습니다. 따라서 유용하고 친밀한 사용자 인터페이스를 설계하는 것이 운영체제의 직접적인 기능은 아닙니다.