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시분할 시스템

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목차

1. 개요

시분할 시스템은 여러 사용자가 컴퓨터 자원을 공유하여 동시에 사용할 수 있도록 하는 기술로, 초기 컴퓨터의 비싼 가격과 낮은 속도 문제를 해결하기 위해 개발되었다. 1949년 시분할 개념이 처음 언급된 이후, 1960년대 MIT를 중심으로 CTSS, JOSS, DTSS 등 초기 시분할 시스템이 개발되었다. 이러한 시스템은 여러 사용자가 대화형으로 컴퓨터를 사용하도록 지원하며, 컴퓨터 유틸리티라는 새로운 개념을 제시했다. 시분할 시스템은 1970년대 개인용 컴퓨터의 등장으로 쇠퇴했지만, 인터넷과 클라우드 컴퓨팅 환경에서 서버 자원 공유 방식으로 그 중요성이 다시 부각되었다.

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시분할 시스템
개요
종류컴퓨터 자원 공유 방식
특징여러 사용자가 컴퓨터 자원을 동시에 사용
관련 용어다중 프로그래밍, 다중 처리
기술적 측면
핵심 개념CPU 스케줄링
가상 메모리
파일 시스템
보안
목적시스템 효율성 향상 및 사용자 편의성 증진
장점자원 활용도 증가
응답 시간 단축
비용 절감
단점복잡한 시스템 구조
보안 취약성 증가 가능성
관리 오버헤드 발생
역사
초기 개발1960년대
주요 개발자페르난도 콜바토, 존 매카시 등
영향현대 운영 체제의 기반 기술
활용 분야
서버 운영웹 서버, 데이터베이스 서버 등
클라우드 컴퓨팅가상 머신 할당 및 관리
고성능 컴퓨팅과학 기술 계산, 시뮬레이션
같이 보기
관련 기술다중 프로그래밍
다중 처리
시분할 다중 접속
관련 개념운영 체제
CPU 스케줄링
가상 메모리

2. 역사

시분할 시스템의 역사는 컴퓨터 기술 발전과 사용자 요구 변화에 따라 여러 단계를 거쳤다.

초기 컴퓨터는 매우 비쌌고 느렸으며, 특정 작업에만 사용되었다. 일괄 처리 방식은 프로그램 실행 간 유휴 시간을 줄였지만, 사용자는 결과를 받기까지 오랜 시간을 기다려야 했다.[4] 이러한 상황은 사용자가 직접 컴퓨터를 조작하는 방식이 비효율적이라는 인식을 낳았고, 대화형 개발은 대규모 대학 등 일부 기관에만 제한되었다.

유닉스 시분할, 1978년 위스콘신 대학교


"시분할"이라는 용어의 의미는 원래 여러 사용자 세션이 없는 다중 프로그래밍을 지칭했지만,[6] 이후 여러 사용자가 컴퓨터를 대화형으로 공유하는 것을 의미하게 되었다.

1960년대 후반과 1970년대에 걸쳐, 컴퓨터 터미널은 대규모 기관의 메인프레임 컴퓨터(집중식 컴퓨팅)에 다중화되었으며, IEEE 488 표준과 같은 병렬 데이터 전송 기술을 사용한 인터럽트 구동 방식도 등장했다. 초기 개인용 컴퓨터는 시분할 시스템을 위한 터미널로 사용되기도 했다.

JOSS는 1964년 1월에,[21] 다트머스 시분할 시스템(DTSS)은 1964년 3월에 시분할 서비스를 시작했다.[22]

1980년대 초 마이크로컴퓨팅의 부상과 함께 시분할의 중요성은 줄어들었다. 개별 마이크로프로세서가 충분히 저렴해져서, 한 사람이 자신의 필요에 전적으로 전념하는 모든 CPU 시간을 가질 수 있었기 때문이다.[26]

그러나 인터넷은 시분할의 일반적인 개념을 다시 유행시켰다. 수백만 달러의 비용이 드는 값비싼 기업 서버 팜은 수천 명의 고객이 동일한 공통 리소스를 공유하도록 호스팅할 수 있게 되었다.

2. 1. 초기 개념 및 등장

시분할 시스템의 초기 개념은 1949년 로버트 도즈의 편지에서 처음 설명되었지만, "시분할"이라는 용어는 사용되지 않았다.[6] 이후 존 바커스도 이 개념을 설명했지만, 1954년 여름 MIT에서는 이 용어를 사용하지 않았다.[7] 밥 베머는 1957년 "Automatic Control Magazine"에 게재된 "컴퓨터를 어떻게 고려해야 하는가"라는 기사에서 "시분할"이라는 용어를 사용했으며, 같은 해 발표에서도 이 용어를 사용했다고 보고되었다.[6][8][9] 1958년 12월에 발표된 논문에서 W. F. 바우어는 "컴퓨터는 여러 문제를 동시에 처리할 것이다. 조직은 자체 구내에 입출력 장비를 설치하고, 일반 가정이 전력과 물을 유틸리티 회사로부터 구입하는 방식과 거의 같은 방식으로 컴퓨터 시간을 구매할 것이다."라고 썼다.[10]

크리스토퍼 스트레이치는 1959년 2월 영국에서 "시분할"에 대한 특허를 출원했고,[11][12] 같은 해 6월 파리에서 열린 제1회 유네스코 정보 처리 컨퍼런스에서 "대형 고속 컴퓨터의 시분할"이라는 논문을 발표하여 J. C. R. 리클라이더에게 이 개념을 전달했다.[13][14] 이 논문은 1963년 MIT 계산 센터에서 "시분할 컴퓨터에 관한 최초의 논문"으로 인정받았다.[15]

초기 시분할 시스템의 예로는 SAGE (1958), SABRE (1960),[6] PLATO II (1961) 등이 있다.

CTSS(Compatible Time-Sharing System)는 소프트웨어 개발에 사용할 수 있는 최초의 상호 작용형 범용 시분할 시스템으로, 1959년 MIT에서 존 매카시의 메모에서 시작되었다.[17] 페르난도 J. 코르바토가 시스템 개발을 이끌었고, 1961년 11월까지 프로토타입이 제작되어 테스트되었다.[18] 필립 M. 모스는 IBM이 IBM 704를 시작으로 IBM 709 제품군 IBM 7090 및 IBM 7094와 같은 일련의 메인프레임 컴퓨터를 제공하도록 주선했다.[18] IBM은 이러한 메인프레임을 MIT에 무상으로 대여했으며, 운영 인력과 함께 주로 RPQ 형태로 하드웨어 수정을 제공했다.[19][18] MIT가 대여받은 IBM 하드웨어를 사용하는 데는 몇 가지 조건이 있었는데, MIT는 CTSS 사용료를 청구할 수 없었고,[20] 하루 8시간 동안만 IBM 컴퓨터를 사용할 수 있었으며, 다른 대학에 8시간을 할당했고, IBM은 나머지 8시간 동안 컴퓨터를 사용할 수 있었다. 1963년, CTSS의 두 번째 배포는 ARPA 자금을 사용하여 MIT가 구입한 IBM 7094에 설치되었으며, Project MAC에서 Multics 개발을 지원하는 데 사용되었다.[18]

2. 2. 발전과 확산

1960년대 후반과 1970년대에 걸쳐, 컴퓨터 터미널들은 대규모 기관의 메인프레임 컴퓨터(집중식 컴퓨팅)에 다중화되었다. 초기 개인용 컴퓨터 시대에는 많은 컴퓨터가 실제로 시분할 시스템을 위한 터미널로 사용되었다.[24]

다트머스 시분할 시스템(DTSS) 개발자들은 1968년 "평균 응답 시간이 10초를 초과하면 자체 컴퓨터를 가지고 있다는 착각을 깨뜨린다"라고 기록했다.[23] 시분할 사용자들은 자신들의 터미널이 컴퓨터라고 생각했으며,[24] 서비스 이용료 청구서를 받지 않는 한, 다른 사람들이 컴퓨터 자원을 공유하는 것에 대해 거의 생각하지 않았다. DTSS는 100명 이상의 동시 사용자를 지원했다.[26]

최초로 상업적 성공을 거두고 1960년대 후반부터 1970년대 초반까지 가장 널리 사용된 TSS는 1964년 다트머스 대학교에서 개발된 ''Dartmouth Time-Sharing System''(DTSS)이다. DTSS는 제너럴 일렉트릭(GE)이 상용화했으며, 다트머스 BASIC이 탄생한 시스템으로도 알려져 있다.

J. C. R. 리클라이더는 1962년 ARPA 정보 처리 기술 부문 책임자가 되면서 대화형 컴퓨팅 연구 프로젝트에 막대한 자금을 지원했다. 그중 하나가 MIT에서 진행된 Project MAC이며, IBM과 공동 개발한 TSS가 1963년 가동되었다. 이 시스템은 곧 과부하 상태가 되었고, 추가적인 TSS 개발이 계획되었다. 그러나 IBM은 시스템/360을 TSS용으로 개조하는 데 소극적이었기 때문에, GE, MIT, 벨 연구소가 Multics 공동 개발을 1964년 시작했다.

IBM도 1960년대 후반에는 이러한 컴퓨터 이용법이 유용하다고 인식하고, System/360 모델 67 기종을 개발했다. 이는 동 시리즈 기본 설계에 DAT box(Dynamic Address Translation, 동적 주소 변환의 약자로 TSS 지원에 필수적)를 추가하고, TSS 기능을 가진 OS인 TSS/360을 개발하여 출시한 것이다.

1960년대 후반에는 '컴퓨터 유틸리티'라는 개념이 화제가 되었다. 이는 TSS를 활용하여 전화 회선으로 컴퓨팅 서비스를 제공하는 비즈니스이다. 1967년에는 TSS 서비스 회사가 전미에 20개나 있었지만, 1971년에는 많은 회사가 경영난을 겪었다.

2. 3. 시분할 시스템 비즈니스

1960년대에는 여러 회사들이 서비스 뷰로로서 시분할 서비스를 제공하기 시작했다. 초기 시스템은 ASCII 환경에서 텔레타이프 모델 33 KSR 또는 ASR, 또는 텔레타이프 모델 35 KSR 또는 ASR 기기를 사용했으며, IBM 셀렉트릭 타자기 기반 터미널(특히 IBM 2741)을 사용했다. 이 터미널들은 두 개의 다른 7비트 코드를 사용했다.[27] 이들은 초당 10~15 문자를 처리하는 다이얼 업 벨 103A 모뎀 또는 음향 결합 모뎀을 통해 중앙 컴퓨터에 연결되었다. 이후 터미널과 모뎀은 초당 30~120 문자를 지원했다. 시분할 시스템은 다양한 프로그래밍 언어 프로세서, 다양한 소프트웨어 패키지, 파일 저장, 대량 인쇄 및 오프라인 저장소를 포함하는 완벽한 운영 환경을 제공했다. 사용자에게는 터미널 임대료, 접속 시간 요금, CPU 시간 요금, 디스크 저장 공간 사용 요금이 부과되었다.

시분할에 사용된 일반적인 시스템으로는 SDS 940, PDP-10, IBM 360, GE-600 시리즈 등이 있었다. 이 서비스를 제공하는 회사로는 GE의 GEISCO, IBM 자회사인 서비스 뷰로 코퍼레이션, 팀쉐어(1966년 설립), 내셔널 CSS (1967년 설립, 1979년 Dun & Bradstreet에 인수), Dial Data (1968년 팀쉐어에 인수), AL/COM, BBN 및 Time Sharing Ltd. (영국)가 있었다.[28] 1968년까지 미국 국립 보건원 (NIH)에만 32개의 서비스 뷰로가 있었다.[29] ''Auerbach Guide to Timesharing''(1973)에는 버로스, CDC, DEC, HP, 하니웰, IBM, RCA, 유니백, XDS의 장비를 사용하는 125개의 서로 다른 시분할 서비스가 나열되어 있다.[30][31]

주목할 만한 초기 시분할 시스템은 다음과 같다:[30]

시스템 이름운영 체제하드웨어주요 특징 및 영향
앨런-밥콕 RUSH[47]IBM S/360팀쉐어(Tymshare)로 발전
AT&T 벨 연구소 유닉스유닉스UC 버클리 BSD 유닉스 (1977)로 발전
BBN 테크놀로지스 PDP-1 시분할 시스템PDP-1매사추세츠 종합 병원 PDP-1D, MUMPS로 발전
BBN 테크놀로지스 TENEXTENEXDEC TOPS-20, Foonly FOONEX, PARC의 MAXC OS, 스탠퍼드 저 오버헤드 시분할 시스템(LOTS) 등으로 발전
버클리 시분할 시스템SDS SDS 940팀쉐어(Tymshare), BBN, SRI, 커뮤니티 메모리로 발전, 이후 BCC 500, PARC의 MAXC로 발전
버로스 시분할 MCPMCPHP 3000 MPE로 발전
케임브리지 다중 액세스 시스템타이탄, 애틀러스 2미국 외 최초 시분할 시스템, 유닉스 개발에 영향[48]
Compower Ltd.영국 국립 석탄 위원회 자회사, 1994년 Philips C&P에 매각
컴퓨서브Compu-Serv, CIS로도 판매
Compu-Time, Inc.[30]허니웰 400/40001968년 플로리다주 포트 로더데일에서 시작, 1970년 데이토나 비치로 이전
CDC MACE, APEX크로노스NOS, NOS/VE로 발전
DTSSGE 시분할, 지니(GEnie)로 발전
DEC PDP-6 시분할 모니터TOPS-10BBN TENEX, DEC TOPS-20으로 발전
DEC TSS/8TSS/8RSTS-11, RSX-11, OpenVMS로 발전
잉글리시 일렉트릭 KDF9 COTAN
HP 2000 시분할 BASIC2000 시분할 BASIC
HP 3000 시리즈3000 시리즈
IBM CALL/360, CALL/OSIBM System/360 Model 50
IBM CP-40CP-40CP-67, CP-370, CP/CMS, VM/CMS로 발전
IBM TSOOS/MVT, OS/VS2, MVS, z/OS
IBM TSS/360TSS/360TSS/370으로 발전
ICT 1900 시리즈 조지 3조지 3MOP(다중 온라인 프로그래밍)
International Timesharing Corporation[30]듀얼 CDC 3300
리눅스MIT CTSS에서 진화 (상세 확인 필요)
MIT CTSS멀틱스 (MIT / GE / 벨 연구소), 유닉스, 리눅스로 발전
MIT PDP-1 시분할 시스템DEC PDP-1ITS로 발전
맥길 대학교 MUSICIBM MUSIC/SP로 발전
미시간 터미널 시스템IBM S/360-67, S/370
미시간 주립 대학교 CDC SCOPE/HUSTLERCDC SCOPE
내셔널 CSS VP/CSSVP/CSSIBM 360원래 IBM CP/CMS 기반
오리건 주립 대학교 OS-3CDC 3000
프라임 컴퓨터 PRIMOSPRIMOS
랜드 JOSSJOSSJOSS-2, JOSS-3로 발전
RCA TSOSTSOS유니백 / 유니시스 VMOS, VS/9로 발전
정보 분석 서비스(SIA)크로노스CDC 6600
시스템 개발 공사 시분할 시스템AN/FSQ-32
스탠퍼드 ORVYL 및 WYLBURIBM S/360-67
스탠퍼드 PDP-1 시분할 시스템PDP-1SAIL, WAITS로 발전
시분할 Ltd. (TSL)[49]DEC PDP-10ADP로 발전, 유럽 최초 상업/이중 시분할 시스템
톤VS1IBM이 아닌 시분할 제품, Tone Software Co.에서 판매
팀쉐어(Tymshare)SDS-940Tymcom X, Tymcom XX로 발전
유니시스/UNIVAC 1108 EXEC 8EXEC 8OS 1100, OS 2200으로 발전
UC 버클리 CAL-TSSCDC 6400
XDS UTSUTSCP-V, 허니웰 CP-6로 발전


2. 4. 쇠퇴와 현대적 의의

1980년대 초, 마이크로컴퓨팅의 부상과 함께 시분할의 중요성은 줄어들었다. 개별 마이크로프로세서가 충분히 저렴해져서, 한 사람이 자신의 필요에 전적으로 전념하는 모든 CPU 시간을 가질 수 있었기 때문이다. 이는 유휴 상태일 때조차도 마찬가지였다.[26]

그러나 인터넷은 시분할의 일반적인 개념을 다시 유행시켰다. 수백만 달러의 비용이 드는 값비싼 기업 서버 팜은 수천 명의 고객이 동일한 공통 리소스를 공유하도록 호스팅할 수 있다. 초기 직렬 터미널과 마찬가지로, 웹 사이트는 주로 활동의 폭발적인 증가와 그 뒤에 이어지는 유휴 시간의 기간으로 운영된다. 이러한 폭발적인 특성은 서버가 매우 바빠지기 전까지는 일반적으로 감지할 수 있는 통신 지연 없이 여러 고객이 동시에 서비스를 사용할 수 있도록 한다.

3. 주요 특징

시분할 시스템은 여러 사용자가 동시에 컴퓨터를 사용하는 것처럼 보이게 하는 다중 프로그래밍 기술을 기반으로 한다. CPU 시간을 작은 단위(타임 슬라이스)로 나누어 각 사용자에게 번갈아 할당함으로써, 마치 자신만이 컴퓨터를 사용하는 것처럼 느끼게 한다.[6]

1959년 크리스토퍼 스트레이치는 시분할에 대한 특허를 출원하고, 유네스코 정보 처리 컨퍼런스에서 관련 논문을 발표하면서 시분할 개념이 널리 알려지기 시작했다.[11][12][13] 초기에는 여러 사용자 세션이 없는 다중 프로그래밍을 시분할이라고 불렀으나, 이후 여러 사용자가 대화형으로 컴퓨터를 공유하는 것을 의미하게 되었다.

메인프레임은 매우 고가여서 개인이 독점하는 것은 불가능했기 때문에, 사용자가 입력하는 동안과 같이 컴퓨터가 대기 상태일 때 다른 사용자의 작업을 처리하여 자원 활용의 효율성을 높였다. 복잡한 계산을 처리할 때는 타이머 인터럽트를 이용한 선점형 멀티태스킹을 사용하여, 일정 시간이 지나면 강제로 현재 작업을 중단하고 다른 작업으로 전환한다. 초기 시분할 시스템은 과금을 위해 CPU 시간을 정확하게 측정하고, 각 사용자에게 공평하게 시간을 분배해야 했다.[52]

시분할 시스템은 그로시의 법칙에 따라 고성능 컴퓨터를 공유하는 것이 경제적으로 유리했기 때문에 한때 크게 융성했다. 그러나 마이크로프로세서 기반 컴퓨터의 발전으로 이러한 경제적 이점은 줄어들었다.

여러 프로세스가 한 대의 컴퓨터에서 실행되면서 프로세스 간 간섭 문제가 발생했다.[44] 이를 방지하기 위해 운영 체제는 각 프로세스의 권한을 결정하는 정책을 시행하여 보안을 유지했다.

3. 1. 다중 프로그래밍과 시분할

다중 프로그래밍은 여러 사용자가 동시에 컴퓨터를 사용하는 것처럼 보이게 하는 기술이다. 시분할 시스템은 이러한 다중 프로그래밍 개념을 바탕으로 한다. 여러 사용자가 마치 자신만이 컴퓨터를 사용하는 것처럼 느끼도록, CPU 시간을 작은 단위(타임 슬라이스)로 나누어 각 사용자에게 번갈아 할당한다.[6]

이때, 사용자가 입력하는 동안 컴퓨터는 다른 사용자의 작업을 처리할 수 있어 효율성을 높인다. 그러나 단순히 입력 대기 시간을 활용하는 것만으로는 복잡한 계산을 처리하는 프로그램에는 한계가 있다. 이를 위해 타이머 인터럽트를 이용한 선점형 멀티태스킹이 사용된다. 이는 일정 시간이 지나면 강제로 현재 작업을 중단하고 다른 작업으로 전환하는 방식이다.

초기 시분할 시스템에서는 과금을 위해 사용자별 CPU 시간을 정확하게 측정하고, 각 사용자에게 공평하게 시간을 분배하는 것이 중요했다.[52] 이러한 점에서 최신 운영 체제와는 다른 점들이 존재한다.

시분할 시스템은 한때 매우 융성했다. 그로시의 법칙에 따르면, 더 비싼 컴퓨터일수록 가격 대비 성능이 훨씬 뛰어나기 때문에, 여러 사람이 고성능 컴퓨터를 공유하는 것이 경제적으로 유리했기 때문이다. 그러나 마이크로프로세서 기반 컴퓨터의 발전으로 이러한 경제적 이점은 줄어들었다.

3. 2. 자원 공유 및 관리

크리스토퍼 스트레이치는 1959년 2월 영국에서 "시분할"에 대한 특허를 출원했고,[11][12] 같은 해 6월 파리에서 열린 유네스코 정보 처리 컨퍼런스에서 "대형 고속 컴퓨터의 시분할"이라는 논문을 발표했다.[13] 이 논문은 1963년 MIT 계산 센터에서 "시분할 컴퓨터에 관한 최초의 논문"으로 인정받았다.[15]

초기에는 여러 사용자 세션이 없는 다중 프로그래밍을 시분할이라고 불렀으나,[6] 이후 여러 사용자가 컴퓨터를 대화형으로 공유하는 것을 의미하게 되었다.

시분할 시스템은 메모리, 프로세서, 주변 장치 등 컴퓨터 자원을 여러 사용자가 효율적으로 공유하고 사용하게 해준다. 특히, 가상 메모리 개념은 시분할 시스템에서 중요한 역할을 한다.

메인프레임은 매우 고가여서 개인이 독점하는 것은 불가능했다. 고성능 컴퓨터를 개인이 독점하면, 사용자가 생각하는 동안 컴퓨터는 입력을 기다리는 상태로 대부분의 시간을 소모하게 된다. 이러한 비효율을 해결하기 위해, 사용자가 명령 실행을 기다리거나 입출력 완료를 기다리는 시간을 다른 처리에 활용하는 방식이 고안되었다.

키보드 입력을 기다리는 프로그램은 대기 상태에서 전환하면 되지만, 대량 계산을 하는 프로그램은 적절한 타이밍에 전환을 호출하기 어렵다. 따라서 타이머 인터럽트를 이용한 프리엠션이 편리하다.

초창기 시분할 시스템은 과금을 위해 CPU 시간을 정확하게 결정하고, 각 사용자에게 CPU 시간 (타임 슬라이스)을 균등하게 할당해야 했다. 이는 오늘날의 시스템과는 다른 점이다.

시분할 시스템은 한때 크게 융성했다. 그로시의 법칙에 따르면, "컴퓨터의 성능은 그 가격의 제곱에 비례한다"라고 한다. 이 법칙에 따르면, 고가의 컴퓨터 한 대를 여러 명이 공유하는 것이 저렴한 컴퓨터 여러 대를 각각 사용하는 것보다 경제적이다.

3. 3. 보안

시분할 시스템은 여러 프로세스가 여러 사용자에 의해 한 대의 컴퓨터에서 실행된 최초의 사례였으며, 이 프로세스들은 서로 간섭할 수 있었다.[44] 예를 들어, 한 프로세스가 다른 프로세스가 의존하는 공유 자원(예: 메모리에 저장된 변수)을 변경할 수 있는데, 한 명의 사용자만 시스템을 사용하는 경우에는 잘못된 출력을 초래할 수 있지만, 여러 사용자가 있는 경우에는 다른 사용자가 보아서는 안 되는 정보를 보게 될 수도 있었다.

이를 방지하기 위해 운영 체제는 각 프로세스가 갖는 권한을 결정하는 일련의 정책을 시행해야 했다. 예를 들어, 운영 체제는 특정 프로세스가 특정 변수에 접근하는 것을 거부할 수 있었다.

1971년 런던에서 열린 최초의 국제 컴퓨터 보안 회의는 주로 시분할 산업과 고객들에 의해 주도되었다.[45]

셸 계정 형태의 시분할 시스템은 위험으로 간주되어 왔다.[46]

4. 한국에서의 시분할 시스템

한국에서 시분할 시스템(TSS)은 1960년대 후반부터 연구되기 시작했다. 미국에서 프로젝트 MAC과 상업용 TSS가 등장한 후, 일본에서도 TSS 개발이 활발하게 진행되었다.

1960년대 중반, 통상산업성의 "대형 산업 기술 연구 개발 제도"(통칭 대프로) 프로젝트 중 하나로, 전기시험소에서는 "초고성능 전자 계산기" 프로젝트가 진행되었다. 히타치, 후지쯔, 일본전기 등 메이커가 중심이 된 하드웨어 프로젝트에서, 후치 카즈히로는 소프트웨어 개발을 위해 TSS 개발을 제안했다.[61]

1967년 통상산업성 정보산업부회 설치와 1968년 일본생산성본부 MIS 사절단의 제언으로 통신 자유화 움직임이 시작되었다. 이는 일본전신전화공사(전전공사)의 데이터 통신 서비스 실시와 민간 기업의 공중 교환 전화망 데이터 통신 이용을 허용하는 결과로 이어졌다.[2] 1971년 3월, 전전공사는 상업용 TSS로 과학 기술 계산 서비스 DEMOS를 제공하기 시작했고, 같은 해 10월 덴츠는 일본 민간 기업 최초의 상업용 TSS인 덴츠TSS를 발표했다.[2] 1972년 1월에는 일본IBM이 상업용 TSS 시험 운용을 시작했다.[2]

1980년대에 들어, 집적 회로 기술 발달로 하드웨어 가격이 급격히 하락하면서, 오피스 컴퓨터나 개인용 컴퓨터와 같이 개인이 독점적으로 사용할 수 있는 소형 컴퓨터가 널리 보급되었다. 그로시의 법칙이 더 이상 성립되지 않게 되면서, 상업용 TSS는 단순한 CPU 시간 제공을 넘어, 수치 해석 소프트웨어나 경제 데이터베이스 등을 함께 제공하며 경쟁력을 유지하려 노력했다.

그러나, 통신망을 활용한 부가 가치 통신망(VAN)이 등장하면서 상업용 TSS는 쇠퇴하게 되었다.[1] 비록 상업용 TSS는 쇠퇴했지만, 시분할 시스템은 한국의 컴퓨팅 환경 발전에 큰 영향을 미쳤으며, 현대의 클라우드 컴퓨팅 기술에서도 그 개념을 찾아볼 수 있다.

4. 1. 초기 연구 및 개발

1960년대 후반, 미국에서 프로젝트 MAC와 상업용 TSS가 등장한 후, 일본에서도 몇몇 연구 기관이 TSS 개발에 착수했다. 1968년(쇼와 43년)에는 전기시험소의 ETSS와 게이오기주쿠 대학의 KEIO-TOSBAC-TSS가 연구용으로 완성되었고, 오사카 대학에서는 한대 MAC으로 TSS 서비스가 시작되었다.

하지만, 일본에서는 미국에 비해 계산 수요에 대한 컴퓨터 설치 대수가 적었기 때문에, 초기에는 오버헤드가 발생하는 TSS는 그다지 받아들여지지 않을 것이라는 의견도 있었다.

1960년대 중반, 통상산업성의 "대형 산업 기술 연구 개발 제도"(통칭 대프로) 프로젝트 중 하나로, 전기시험소에서는 "초고성능 전자 계산기" 프로젝트가 있었다. 히타치, 후지쯔, 일본전기 등 메이커가 중심이 된 하드웨어 프로젝트에서, 후치 카즈히로는 전기시험소로서 소프트웨어에 착수하기 위해 TSS 개발을 제안했다.[61]

ETSS는 1966년 10월에 프로젝트 팀을 결성, 1968년 5월에는 하루 4시간, 주 5일 운용 실험을 시작하여 원격 단말에서 사용할 수 있었다. 그러나 이 프로젝트는 실용화 개량을 거듭하는 단계까지 이르지 못하고, 1970년 다른 프로젝트로 이행했다.[62]

4. 2. 상용화와 통신 자유화

1967년(쇼와 42년) 통상산업성 정보산업부회 설치와 1968년(쇼와 43년) 일본생산성본부 MIS 사절단의 제언으로 시작된 통신 자유화 움직임은, 일본전신전화공사(전전공사)의 데이터 통신 서비스 실시와 민간 기업의 공중 교환 전화망 데이터 통신 이용을 허용하는 결과를 가져왔다.[2] 1971년 3월, 전전공사는 상업용 TSS로 과학 기술 계산 서비스 DEMOS를 제공하기 시작했고, 같은 해 10월 덴츠는 일본 민간 기업 최초의 상업용 TSS인 덴츠TSS를 발표했다.[2] 1972년 1월에는 일본IBM이 상업용 TSS 시험 운용을 시작했다.[2]

그러나 1970년대부터 컴퓨터 제조에 사용되기 시작한 집적 회로로 인해 하드웨어 가격이 급격히 하락하고, 오피스 컴퓨터나 퍼스널 컴퓨터와 같이 개인이 독점적으로 사용할 수 있는 소형 컴퓨터가 등장했다.[2] 그로시의 법칙이 성립되지 않게 됨에 따라, 상업용 TSS는 단순한 CPU 시간 제공뿐만 아니라 수치 해석 등의 소프트웨어나 경제 분야 데이터베이스 등을 충실하게 하여 보급을 시도했다.[2]

4. 3. 국내 주요 개발 사례

도쿄 대학 대형 계산기 센터에 HITAC 5020을 납품한 히타치는, 해당 기기의 모니터를 개발한 다카하시 노부마사 등을 중심으로, Multics 발표[56], 특히 2차원 주소 지정 방식의 가상 기억에 자극을 받아 TSS 개발을 구상했다. 무라타 겐로, 나카자와 키사부로, 시마다 쇼조 등의 리더십 아래, 1966년 4월에 프로젝트 연구가 발족했다[57]。

휴먼 머신 인터페이스의 중요성을 감안하여, 프로젝트 발족 초기부터 도쿄 대학 다카하시 히데토시 연구실과 교류하며, 1966년 9월부터 정식으로 공동 연구를 시작했다.

1968년 3월 말, 24개월 만에 첫 번째 버전을 완성하여, 2차원 주소 지정 방식의 TSS로서는 세계 최초로 가동되었다. 또한, 고급 언어 (PL/I의 서브셋 PL/IW)에 의한 OS 기술에도 성공했다. 다카하시 히데토시가 제시한 8개 조항[58]은 OS 구축에 있어서 대화 처리 문제 해결에 큰 참고가 되었다고 한다.

1965년부터 1968년에 걸쳐 FONTAC용 모니터로 FONTAC MONITOR, MONITOR II부터 IV를 완성했다. 다이내믹 재배치, 다중 처리, 실시간 처리를 실현했다. 그 후, FACOM 230-60용 OS, MONITOR V를 개발했다. 1968년 12월에 배치 기능, 1970년 12월에 TSS 기능을 완성했다[59][60]。이 성과는 일본전신전화공사가 1970년 9월에 서비스를 시작한 판매 재고 관리 서비스 「DRESS」의 시스템에서 활용되었다.

일본 전기 (NEC)와 일본 전신 전화 공사 (이후 NTT 첨단 연구소, NTT 데이터는 아님)의 엔지니어 및 오사카 대학에서 온 유학생들을 중심으로 존 매카시 밑에서 MIT에서 시분할 시스템(TSS) 연구가 진행되었다. 이들 연구자와 엔지니어들이 귀국한 후, NEC의 미즈노 유키오 등을 중심으로 개발이 진행되어 IBM과 리크라이더의 발표 후 약 3년(1968년) 만에 오사카 대학 MAC(TSS)으로 NEC 범용 컴퓨터 NEAC 위에서 구현되었다.

1960년대 중반, 통상산업성의 "대형 산업 기술 연구 개발 제도"(통칭 대프로)의 프로젝트 중 하나로, 전기시험소에서는 "초고성능 전자 계산기"라는 프로젝트가 있었다. 히타치, 후지쯔, 일본전기 등 메이커가 중심이 된 하드웨어 프로젝트에서, 후치 카즈히로는 전기시험소로서 소프트웨어에 착수하기 위해 TSS의 개발을 제안했다[61]。

ETSS라는 이 TSS는 1966년 10월에 프로젝트 팀을 결성했다. 1968년 5월에는 하루 4시간, 주 5일의 운용 실험을 시작하여 원격 단말에서 사용할 수 있었다. 그러나 이 프로젝트는 실용화를 위한 개량을 거듭하는 단계까지 이르지 못하고, 1970년에는 다른 프로젝트로 이행했다[62]。

4. 4. 쇠퇴와 영향

1980년대에 들어, 집적 회로 기술의 발달로 하드웨어 가격이 급격히 하락하면서, 오피스 컴퓨터나 개인용 컴퓨터와 같이 개인이 독점적으로 사용할 수 있는 소형 컴퓨터가 널리 보급되었다. 이에 따라, 그로시의 법칙이 더 이상 성립되지 않게 되면서, 상업용 시분할 시스템(TSS)은 단순한 CPU 시간 제공을 넘어, 수치 해석 소프트웨어나 경제 데이터베이스 등을 함께 제공하며 경쟁력을 유지하려 노력했다.

그러나, 통신망을 활용한 서비스에 중점을 둔 부가 가치 통신망(VAN)이 등장하면서, 상업용 TSS는 쇠퇴하게 되었다.[1]

비록 상업용 TSS는 쇠퇴했지만, 시분할 시스템은 한국의 컴퓨팅 환경 발전에 큰 영향을 미쳤다. 초창기 컴퓨터 도입 시기에, 여러 사용자가 동시에 컴퓨터 자원을 활용할 수 있게 함으로써 효율성을 높였다. 또한, 시분할 시스템의 개념은 현대의 클라우드 컴퓨팅 기술에서도 찾아볼 수 있다. 클라우드 컴퓨팅은 여러 사용자에게 가상화된 컴퓨팅 자원을 제공하여, 사용자가 필요에 따라 자원을 할당받아 사용할 수 있게 해준다. 이는 시분할 시스템의 기본 개념과 유사하며, 시분할 시스템이 현대 기술 발전에 기여한 바를 보여준다.

5. 주요 시분할 시스템 목록


  • 앨런-밥콕(Allen-Babcock) RUSH (공유 하드웨어의 원격 사용자) 시분할 시스템, IBM S/360 하드웨어 (1966) → 팀쉐어(Tymshare)
  • AT&T 벨 연구소(Bell Labs) 유닉스 (1971) → UC 버클리 BSD 유닉스 (1977)
  • BBN 테크놀로지스(BBN) PDP-1 시분할 시스템 → 매사추세츠 종합 병원 PDP-1D → MUMPS
  • BBN 테크놀로지스(BBN) TENEX → 디지털 이큅먼트 (DEC) TOPS-20, Foonly FOONEX, PARC의 MAXC OS, 스탠퍼드 저 오버헤드 시분할 시스템(LOTS), TOPS-20 실행
  • 버클리 시분할 시스템 UC 버클리 프로젝트 지니 → 사이언티픽 데이터 시스템스 SDS 940 (팀쉐어(Tymshare), BBN 테크놀로지스(BBN), SRI, 커뮤니티 메모리) → BCC 500 → PARC의 MAXC
  • 버로스(Burroughs) 시분할 MCP → HP 3000 MPE
  • 케임브리지 다중 액세스 시스템은 타이탄을 위해 개발되었으며, 애틀러스 2 컴퓨터의 프로토타입은 페란티가 케임브리지 대학교를 위해 제작했다. 이는 미국 외에서 개발된 최초의 시분할 시스템으로, 이후 유닉스 개발에 영향을 미쳤다.
  • 영국 국립 석탄 위원회(National Coal Board, 나중에는 British Coal Corporation)의 완전 소유 자회사인 Compower Ltd. (1973년 설립)
  • 컴퓨서브(CompuServe) (Compu-Serv, CIS로도 판매)
  • Compu-Time, Inc.,[30] 허니웰 400/4000에서 1968년 플로리다주 포트 로더데일에서 시작.
  • CDC MACE, APEX → 크로노스 → NOS → NOS/VE
  • 다트머스 시분할 시스템 (DTSS) → GE 시분할 → 지니(GEnie)
  • 디지털 이큅먼트(DEC) PDP-6 시분할 모니터 → TOPS-10 → BBN 테크놀로지스(BBN) TENEX → 디지털 이큅먼트(DEC) TOPS-20
  • 디지털 이큅먼트(DEC) TSS/8 → RSTS-11, RSX-11 → OpenVMS
  • 잉글리시 일렉트릭 KDF9 COTAN (컬럼 온라인 작업 활성화 네트워크)
  • HP 2000 시분할 BASIC
  • HP 3000 시리즈
  • IBM CALL/360, CALL/OS - IBM System/360 Model 50 사용
  • IBM CP-40 → CP-67 → CP-370 → CP/CMS → VM/CMS
  • IBM TSO for OS/MVT → for OS/VS2 → for MVS → for z/OS
  • IBM TSS/360 → TSS/370
  • ICT 1900 시리즈 조지 3 MOP (다중 온라인 프로그래밍)
  • 듀얼 CDC 3300 시스템의 International Timesharing Corporation.[30]
  • 리눅스: MIT CTSS에서 진화.
  • MIT CTSS → 멀틱스 (MIT / GE / 벨 연구소) → 유닉스 → 리눅스
  • MIT 디지털 이큅먼트(DEC) PDP-1의 시분할 시스템 → ITS
  • 맥길 대학교 MUSIC → IBM MUSIC/SP
  • 미시간 터미널 시스템, IBM S/360-67, S/370 및 후속 제품.
  • 미시간 주립 대학교 CDC SCOPE/HUSTLER 시스템
  • 내셔널 CSS VP/CSS, IBM 360 시리즈에서; 원래 IBM의 CP/CMS를 기반으로 함.
  • 오리건 주립 대학교 OS-3, CDC 3000 시리즈에서.
  • 프라임 컴퓨터 PRIMOS
  • 랜드 JOSS → JOSS-2 → JOSS-3
  • RCA TSOS → 유니백 / 유니시스 VMOS → VS/9
  • 정보 분석 서비스(SIA), CDC 6600 크로노스에서.
  • 시스템 개발 공사 시분할 시스템, AN/FSQ-32에서.
  • 스탠퍼드 ORVYL 및 WYLBUR, IBM S/360-67에서.
  • 스탠퍼드 PDP-1 시분할 시스템 → SAIL → WAITS
  • 시분할 Ltd. (TSL)[49] 디지털 이큅먼트(DEC) PDP-10 시스템
  • 톤 (TSO와 유사, VS1용), IBM이 아닌 시분할 제품, Tone Software Co.에서 판매.
  • 팀쉐어(Tymshare) SDS-940 → Tymcom X → Tymcom XX
  • 유니시스/UNIVAC 1108 EXEC 8 → OS 1100 → OS 2200
  • UC 버클리 CAL-TSS, CDC 6400에서.
  • XDS UTS → CP-V → 허니웰 CP-6

참조

[1] 웹사이트 Time-sharing definition – Glossary {{!}} NordVPN https://nordvpn.com/[...] 2024-06-17
[2] 웹사이트 Time Sharing Operating System https://www.geeksfor[...] 2024-06-17
[3] 문서 IBM advertisement
[4] 웹사이트 History of Operating Systems https://courses.cs.w[...]
[5] 웹사이트 Ellis D. Kropotchev Silent Film - CHM Revolution https://www.computer[...] 2023-05-26
[6] 논문 Claims to the term 'time-sharing' 1992
[7] 웹사이트 Digital Computers: Advanced Coding Techniques http://bitsavers.org[...] MIT 1954
[8] 웹사이트 Origins of Timesharing http://www.bobbemer.[...] 1957-03-01
[9] 논문 Searching Publications on Operating Systems
[10] 간행물 Computer design from the programmer's viewpoint https://www.computer[...] 1958-12-01
[11] 웹사이트 Computer Pioneers - Christopher Strachey https://history.comp[...] 2020-01-23
[12] 웹사이트 Computer - Time-sharing and minicomputers https://www.britanni[...] 2020-01-23
[13] 간행물 Time sharing in large fast computers https://archive.org/[...] 1959-06-15
[14] 서적 How the Web was Born: The Story of the World Wide Web https://archive.org/[...] Oxford University Press 2000
[15] 서적 The Compatible Time-Sharing System A Programmer's Guide http://www.bitsavers[...] MIT Press 1963
[16] 서적 The Friendly Orange Glow https://books.google[...] Pantheon Books 2017
[17] 웹사이트 Reminiscences on the Theory of Time-Sharing http://jmc.stanford.[...] 2020-01-23
[18] 웹사이트 Compatible Time-Sharing System (1961-1973): Fiftieth Anniversary Commemorative Overview https://multicians.o[...] IEEE Computer Society 2011
[19] 서적 Father, Son, and Co.: My Life at IBM and Beyond Bantam Books 1990
[20] 논문 Time-Sharing at MIT https://archive.org/[...] 1992
[21] 논문 JOSS: a designer's view of an experimental on-line computing system 1964
[22] 서적 A People's History of Computing in the United States Harvard University Press 2018
[23] 논문 Dartmouth Time-Sharing http://dtss.dartmout[...] 1968-10-11
[24] 웹사이트 TRANSCRIPTS OF 1974 National Computer Conference Pioneer Day Session http://dtss.dartmout[...] Dartmouth College 1974
[25] 기술보고서 The JOSS Years: Reflections on an experiment https://www.rand.org[...] Rand 1971-12-01
[26] 서적 Man and the Computer https://archive.org/[...] Charles Scribner's Sons 1972
[27] 웹사이트 IBM 2741 Communication Terminal http://www.textfiles[...] IBM
[28] 서적 Making IT Work: A History of the Computer Services Industry 2017
[29] 웹사이트 Information Technology Corporate Histories Collection http://www.computerh[...]
[30] 서적 Auerbach Guide to Time Sharing http://bitsavers.tra[...] Auerbach Publishers, Inc. 1973
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[32] 잡지 Prime President Predicts '75 Orders On Target, Despite Recent Slowdown https://books.google[...] 1975-06-11
[33] 문서 IBM advertisement
[34] 백과사전 Encyclopedia of Computer Science Litton Educational Publishing, Inc.
[35] 웹사이트 Google Groups Discussion https://groups.googl[...]
[36] 인터넷포럼 alt.folklore.computers alt.folklore.compute[...]
[37] 웹사이트 Stocks https://www.bloomber[...] 2023-05-26
[38] 서적
[39] 뉴스 Rapidata revenue was $11 million ... in 1986, down from ... ($31 million in 1982). Computerworld 1986-10-06
[40] 뉴스 National Data Corp. said it is close to reaching an agreement with a buyer of its Rapidata timesharing division. In May, National Data said it would close down ... Computerworld 1986-08-25
[41] 웹사이트 National Data Corp became NDC-Health Corp in 2001 bizjournals.com/atla[...] 2001-10-29
[42] 웹사이트 The AUERBACH Guide to Time Sharing (1973) http://bitsavers.inf[...]
[43] 웹사이트 Multics Commands and Active Functions (AG92-06) https://web.archive.[...] Honeywell Bull, Inc. 1985-02
[44] 서적 Operating system concepts Wiley & Sons
[45] 논문 The Evolution of Interactive Computing Through Time-sharing and Networking 1992
[46] 학술지 The Seven Deadly Sins of Linux Security: Avoid these common security risks like the devil. 2007-05
[47] 학술자료 Proceedings of the April 18-20, 1967, spring joint computer conference on - AFIPS '67 (Spring) 1967
[48] 서적 The Cambridge multiple-access system: user's reference manual Cambridge Univ. Press
[49] 웹사이트 Time Sharing http://www.jamesmill[...] 2013-11-30
[50] 서적 An Annotated Bibliography of Biomedical Computer Applications https://books.google[...] National Library of Medicine 1969
[51] 서적 Systems Programming 1972
[52] 문서 일본에서 기대만큼 성과를 거두지 못했다고 여겨지는 경우가 있으며, "일본을 풍미하지 못한 TSS"라는 잡지 기사가 있다.
[53] 학술지 TSS総論
[54] 학술지 V 通信回線開放までの足どり
[55] 학술지 タイムシェアリング・サービスの展望
[56] 웹사이트 1965 Fall Joint Computer Conference http://multicians.or[...] 1965
[57] 서적 オペレーティング・システムの機能と構成 岩波書店
[58] 웹사이트 Know Thyself https://www.iijlab.n[...] 1999-06-19
[59] 웹사이트 MONITOR II-コンピュータ博物館 http://museum.ipsj.o[...]
[60] 웹사이트 MONITOR V-コンピュータ博物館 http://museum.ipsj.o[...]
[61] 서적 渕一博　その人とコンピュータサイエンス 近代科学社
[62] 학술지 人物登場 人工知能の研究にむけて--淵一博氏
[63] 서적 핵심 운영체제론 두양사


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