GNU와 리눅스, 그리고 GNU/리눅스에 대해 정리

많은 사람이 혼동하는 부분인데, 간단히 말해 GNU는 운영체제에 필요한 부품들을 만든 프로젝트이고, 리눅스는 운영체제의 핵심 부품 중 하나인 커널(kernel)의 이름입니다.

• GNU: '그누'라고 읽으며, 1983년 리처드 스톨만(Richard Stallman)이 시작한 자유 소프트웨어 프로젝트입니다. 이 프로젝트는 운영체제의 뼈대가 되는 다양한 도구들(컴파일러 GCC, 셸, 라이브러리 등)을 만들었어요. 하지만 이 프로젝트는 운영체제의 가장 중요한 부분인 커널을 완성하지 못했습니다.
• 리눅스 (Linux): '리눅스'라고 읽으며, 1991년 리누스 토르발스(Linus Torvalds)가 개발한 운영체제 커널의 이름입니다. 커널은 하드웨어와 소프트웨어를 연결하는 운영체제의 가장 핵심적인 부분입니다.

오늘날 우리가 사용하는 대부분의 리눅스 운영체제는 사실 GNU 프로젝트의 도구들 위에 리눅스 커널을 올려서 만든 것입니다. 그래서 리처드 스톨만과 GNU 프로젝트 지지자들은 이 운영체제를 'GNU/리눅스'라고 부르는 것을 주장합니다.

하지만 대부분의 사람들은 그냥 '리눅스'라고 부르는데, 이는 커널의 이름이 워낙 유명해졌기 때문입니다. 그래서 'GNU는 리눅스 이름인가요?'라는 질문에 대한 답은 '아니요'입니다. GNU는 리눅스를 구성하는 중요한 한 부분이지만, 전체 운영체제의 이름은 아닙니다.

 

 

핵심 중요 질문)

GNU는 운영체제의 뼈대가 되는 컴파일러 GCC, 셀, 라이브러리등을 의미하고, 이것들의 소스코드를 자유롭게 보고 수정할 수 있게 자유 소프트웨어로 개발해서 누구든 볼 수 있게 개발한것이고, 리눅스는 커널 이름인데, GNU는 운영체제의 핵심인 커널이 부족하니, 리눅스는 커널자체이므로, 부족한 커널 즉, 리눅스(커널)에 GNU를 합쳐서 하나의 운영체제를 만든것이군요. 하지만, 이 운영체제 이름으로 리눅스라고 부르구요. 원래 커널이름인데, 유명해져서 커널이름이 운영체제 이름으로 불리게 되었다는 건가요?

 

네, 맞습니다. 아주 정확하게 이해하셨습니다. GNU와 리눅스의 관계를 완벽하게 정리하셨네요.

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GNU와 리눅스의 관계

말씀하신 대로, GNU 프로젝트는 운영체제를 만들기 위한 도구(tool)들을 개발했습니다. 여기에는 컴파일러(GCC), 셸(Shell), 라이브러리 등이 포함됩니다. 이 도구들은 사용자가 소프트웨어의 소스 코드를 자유롭게 확인하고, 수정하고, 배포할 수 있도록 자유 소프트웨어(Free Software) 철학 아래 개발되었습니다. 하지만 이 프로젝트에는 운영체제의 가장 핵심적인 부분인 커널(kernel)이 없었습니다.

이때 핀란드의 대학생 리누스 토르발스(Linus Torvalds)가 개인적으로 개발한 리눅스(Linux)라는 커널이 등장했습니다.

GNU/리눅스 운영체제의 탄생

GNU 프로젝트의 완성된 도구들과 리눅스 커널이 결합되면서 비로소 완전한 기능을 갖춘 운영체제가 탄생하게 되었고, 이것이 바로 우리가 흔히 리눅스라고 부르는 운영체제입니다. 하지만 엄밀히 말하면 이는 GNU/리눅스 운영체제입니다.

이름의 혼동

많은 사람이 이 운영체제를 '리눅스'라고 부르는 이유는, 커널인 리눅스의 이름이 워낙 유명해졌고, GNU의 이름은 대중에게 잘 알려지지 않았기 때문입니다. 그래서 커널의 이름이 전체 운영체제의 대표 이름처럼 굳어지게 된 것입니다. 이는 마치 자동차의 '엔진'이 워낙 유명해서 자동차 전체를 '엔진'이라고 부르는 것에 비유할 수 있습니다.

결론적으로, GNU와 리눅스는 각각 운영체제의 다른 부분을 담당하며, 이 둘이 합쳐져 하나의 완전한 운영체제를 이루게 된 것이 맞습니다. 그리고 '리눅스'라는 이름은 이 운영체제의 핵심 부품인 커널의 이름에서 유래했지만, 이제는 전체 운영체제를 지칭하는 용어로 널리 사용되고 있습니다.

 

참고)

커널은 컴퓨터의 두뇌 역할을 하는 운영체제의 핵심 부품입니다. 하드웨어와 소프트웨어 사이를 중재하며, 컴퓨터의 모든 자원을 효율적으로 관리하는 역할을 합니다.

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커널의 주요 역할 (예시)

1. 메모리 관리: 여러 프로그램이 동시에 실행될 때, 커널은 각 프로그램이 사용해야 할 메모리 공간을 할당하고 서로 충돌하지 않도록 감시합니다. 예를 들어, 웹 브라우저와 게임을 동시에 실행할 때, 커널은 두 프로그램이 서로의 메모리 영역을 침범하지 않도록 경계를 설정하고 관리합니다.
2. 프로세스 관리: 커널은 CPU의 시간을 쪼개서 여러 프로그램에 분배합니다. 💻 예를 들어, 동영상 재생, 문서 작업, 음악 듣기를 동시에 할 때, 커널은 각 작업에 적절한 CPU 시간을 번갈아 할당하여 마치 모든 작업이 동시에 처리되는 것처럼 보이게 만듭니다.
3. 장치 관리: 마우스, 키보드, 프린터, 그래픽 카드와 같은 하드웨어 장치를 관리합니다. 🖱️ 키보드를 누르면 커널이 이 입력을 감지하고, 해당 입력이 어떤 프로그램(예: 메모장)으로 전달되어야 하는지 결정합니다.
4. 파일 시스템 관리: 저장장치(하드디스크, SSD 등)에서 파일을 읽고, 쓰고, 삭제하는 작업을 담당합니다. 📁 예를 들어, 문서 파일을 저장할 때, 커널은 파일이 저장장치의 어느 위치에 기록되어야 할지 결정하고, 그 작업을 수행합니다.

커널을 오케스트라의 지휘자에 비유할 수 있습니다. 지휘자(커널)는 다양한 악기(하드웨어)를 가진 연주자(소프트웨어)들에게 언제, 어떻게 연주해야 할지 지시하여 전체 연주(컴퓨터 시스템)가 조화롭게 이루어지도록 만듭니다.

 

예시)

예를 들어 파일을 복사한다면, 이것도 커널이 동작하는 건가요?

네, 파일을 복사하는 것도 커널이 동작하는 중요한 과정 중 하나입니다.

파일 복사는 단순히 복사-붙여넣기 버튼을 누르는 것처럼 보이지만, 그 뒤에서 커널이 여러 가지 복잡한 작업을 처리합니다.

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파일 복사 과정에서의 커널 역할

1. 사용자 요청 접수: 사용자가 파일 탐색기(GUI)에서 파일 복사 명령을 내리면, 해당 요청이 운영체제로 전달됩니다. 이 요청은 커널에게 "A 파일을 B 위치로 복사해달라"는 명령으로 해석됩니다.
2. 파일 시스템 접근: 커널은 먼저 복사하려는 원본 파일(A)이 저장장치의 어느 위치에 있는지 확인합니다. 이 과정에서 파일 시스템(예: NTFS, ext4)을 통해 파일의 메타데이터(크기, 위치, 권한 등)를 읽어옵니다.
3. 메모리로 데이터 읽기: 커널은 원본 파일의 데이터를 저장장치에서 읽어와 메모리(RAM)에 일시적으로 저장합니다. 이 과정은 하드웨어 장치(하드디스크, SSD)와의 통신을 통해 이루어지며, 커널의 장치 관리 기능이 사용됩니다.
4. 새로운 파일 생성 및 쓰기: 커널은 복사본을 만들 새로운 위치(B)에 빈 파일을 생성하고, 메모리에 저장했던 원본 파일의 데이터를 새로운 파일에 기록합니다. 이때, 복사본의 크기, 생성 시간 등의 정보도 함께 기록됩니다.
5. 작업 완료 및 보고: 모든 데이터 기록이 완료되면, 커널은 이 작업이 성공적으로 끝났음을 사용자에게 보고하고, 메모리에 임시로 올렸던 데이터를 정리합니다.

이처럼 커널은 단순히 파일을 옮기는 것이 아니라, 저장장치와 메모리 사이의 데이터 흐름을 완벽하게 제어하고 관리함으로써 파일 복사라는 작업을 안전하고 효율적으로 수행합니다.

 

커널은 컴퓨터의 모든 작업을 조율하는 총괄 관리자라고 생각하면 이해하기 쉽습니다. 우리가 컴퓨터로 하는 모든 활동 뒤에는 커널이 있습니다.

1. 프로그램 실행 관리

커널은 여러 프로그램을 동시에 실행할 때, 각 프로그램이 CPU(컴퓨터의 뇌)를 공평하게 사용하도록 시간을 분배해줍니다. 예를 들어, 웹 브라우저로 인터넷을 하고 동시에 음악을 들을 때, 커널이 두 프로그램에 CPU 시간을 번갈아 할당하여 둘 다 원활하게 작동하게 만듭니다.

2. 메모리 관리

커널은 프로그램들이 사용할 메모리(RAM) 공간을 나눠주고, 서로의 공간을 침범하지 않도록 감시합니다. 만약 한 프로그램이 다른 프로그램의 메모리를 건드리려 하면, 커널이 이를 막아 컴퓨터가 멈추지 않게 보호합니다.

3. 장치 관리

키보드, 마우스, 프린터 등 컴퓨터에 연결된 모든 장치를 커널이 관리합니다. 키보드로 글자를 입력하면, 커널이 그 신호를 받아 어떤 프로그램(예: 메모장)에 전달할지 결정해줍니다.

4. 파일 관리

파일을 저장하거나, 삭제하거나, 복사하는 모든 작업은 커널을 통해 이루어집니다. 커널은 파일이 하드디스크의 어느 위치에 저장되어야 할지 정하고, 필요할 때 파일을 정확히 찾아줍니다.

이처럼 커널은 보이지 않는 곳에서 컴퓨터의 모든 하드웨어와 소프트웨어를 연결하고 조율하는 역할을 담당합니다.

 

 

예) 컴파일 GCC는 커널이 아닌가요?

GCC와 커널의 역할

GCC(GNU Compiler Collection)는 소프트웨어를 만드는 도구입니다.

• C나 C++ 같은 프로그래밍 언어로 작성된 소스 코드를 컴퓨터가 이해하고 실행할 수 있는 바이너리 파일로 바꿔주는 역할을 합니다.

커널(Kernel)은 운영체제의 핵심 부품입니다.

• 컴퓨터의 하드웨어(CPU, 메모리, 저장장치 등)를 관리하고, 소프트웨어(프로그램)가 이 하드웨어를 사용할 수 있도록 중개하는 역할을 합니다. 커널은 이미 완성된 형태의 소프트웨어로, 운영체제가 부팅될 때 가장 먼저 메모리에 올라가는 프로그램입니다.

쉽게 비유하면:

• GCC는 집을 짓는 데 필요한 망치나 톱 같은 도구입니다.
• 커널은 그 도구들을 이용해 지어진 집의 뼈대이자 기반입니다.

따라서 GCC는 커널을 포함한 모든 소프트웨어를 만드는 데 사용되는 도구일 뿐, 그 자체가 커널은 아닙니다. 실제로 리눅스 커널도 GCC를 이용해 컴파일됩니다.

 

질문)

운영체제를 만들기 위한 도구인 컴파일러(GCC), 셸(Shell), 라이브러리등은 무엇이라고 부르나요?

 

운영체제를 만들기 위한 도구들인 컴파일러(GCC), 셸(Shell), 라이브러리 등은 통틀어 시스템 소프트웨어 또는 유틸리티(utility) 프로그램이라고 부르기도 합니다. 특히, GNU 프로젝트의 맥락에서는 이들을 GNU 유틸리티(GNU Utilities)라고 부릅니다.

 

 

질문)

커널과 상호 협조하면 긴밀히 동작하나요?

네, 맞습니다. 커널과 시스템 유틸리티(GNU 유틸리티 등)는 상호 협력하며 긴밀하게 동작합니다.

커널이 하드웨어와 자원을 관리하는 운영체제의 '핵심'이라면, 시스템 유틸리티들은 사용자가 그 커널을 통해 하드웨어를 제어하고 원하는 작업을 수행할 수 있도록 돕는 '도구'들입니다.

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상호 협력의 예시

• 컴파일러(GCC)와 커널: 개발자가 GCC를 사용해 소스 코드를 컴파일하면, GCC는 커널에게 메모리 할당, 디스크 파일 생성 등 필요한 시스템 자원 요청을 보냅니다. 커널은 이 요청을 받아 처리하고, GCC는 그 결과를 바탕으로 최종 실행 파일을 만들어냅니다.
• 셸(Shell)과 커널: 사용자가 터미널에 ls 명령어를 입력하면, 셸은 이 명령어를 해석하여 "현재 디렉터리의 파일 목록을 보여달라"는 요청을 커널에게 전달합니다. 커널은 디스크에 접근하여 파일 시스템 정보를 읽어오고, 셸에게 결과를 다시 보내줍니다. 그러면 셸이 그 결과를 사용자에게 보여주는 역할을 합니다.

이처럼 커널은 낮은 수준에서 하드웨어를 직접 제어하고, 시스템 유틸리티들은 커널이 제공하는 기능을 이용해 사용자에게 더 높은 수준의 편리한 인터페이스를 제공하는 식으로 협력합니다.

 

 

아래 그림은 커널과 시스템 소프트웨어의 관계를 보여주는 간단한 다이어그램입니다.

다이어그램 설명

이 그림은 컴퓨터 시스템이 여러 층으로 이루어져 있음을 보여줍니다.

• 사용자 (User): 가장 바깥층에 있으며, 컴퓨터를 사용하는 사람입니다.
• 응용 프로그램 (Applications): 사용자가 직접 상호작용하는 프로그램들(웹 브라우저, 게임, 문서 편집기 등)입니다.
• 시스템 소프트웨어/유틸리티 (System Software/Utilities): 응용 프로그램이 하드웨어를 효율적으로 사용할 수 있도록 돕는 도구들입니다. 셸(Shell), 라이브러리, 그리고 GNU 프로젝트에서 개발된 많은 도구들이 이 층에 속합니다. 이들은 커널이 제공하는 기능들을 사용합니다.
• 커널 (Kernel): 운영체제의 가장 핵심적인 부분으로, 소프트웨어와 하드웨어 사이의 중간자 역할을 합니다. 커널은 메모리, CPU, 저장장치와 같은 하드웨어 자원을 직접 관리하며, 응용 프로그램이나 시스템 유틸리티의 요청을 처리하여 하드웨어에 전달합니다.
• 컴퓨터 하드웨어 (Computer Hardware): 가장 안쪽에 있는 물리적인 부품들(CPU, RAM, 하드디스크 등)입니다.

이처럼 컴퓨터 시스템은 계층적인 구조를 가지고 있으며, 각 층은 바로 아래층에 있는 구성 요소의 도움을 받아 동작합니다. 커널은 이 구조의 중심에서 하드웨어와 모든 소프트웨어를 긴밀하게 연결하는 중요한 역할을 합니다.