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Computer Science/Operating System

[Operating System] 8. CPU Scheduling
Computer Science/Operating System 2021. 7. 9. [Operating System] 8. CPU Scheduling 1. 스케줄링 스케줄링이란 CPU를 잘 사용하기 위해 프로세스를 잘 배정하는 것이다. 오버헤드를 낮추고, 사용률은 높이고, 기아현상은 없어야한다. 목표 Batch System : 가능하면 많은 일을 수행. 시간보다 처리량이 중요 Interactive System : 빠른 응답 시간. 적은 대기 시간 Real-time System : 데드라인 맞추기 2. 선점/비선점 스케줄링 선점 : OS가 CPU의 사용권을 선점할 수 있는 경우, 강제 회수하는 경우 비선점 : 프로세스 종료 or I/O 등의 이벤트가 있을 때까지 실행 보장 (처리 시간 예측 어려움) 3. 프로세스 상태 비선점 스케줄링 : Interrupt, Scheduler Dispatch 선점 스케줄링 : I/O or Event Wait 프로세스의 상..
Computer Science/Operating System 2021. 7. 1. [Operating System] 7. IPC 0. IPC (Inter Process Communication) 프로세스는 독립적으로 실행된다. 즉, 각 프로세스는 다른 프로세스에게 영향을 받지 않는다. 이런 독립적 구조를 가진 프로세스 간의 통신을 해야 하는 상황이 있다. 이를 가능하도록 해주는 것이 바로 IPC 통신이다. 프로세스는 커널이 제공하는 IPC 설비를 이용해 프로세스 간 통신을 할 수 있게 된다. 여기서 커널이란 운영체제의 핵심적인 부분으로 다른 모든 부분에 여러 기본적인 서비스를 제공해준다. IPC 설비 종류도 여러가지가 있다. 필요에 따라 IPC 설비를 선택해서 사용해야 한다. 1. IPC 종류 익명 PIPE 파이프는 두 개의 프로세스를 연결하는데 하나의 프로세스는 데이터를 쓰기만 하고 다른 하나는 데이터를 읽기만 할 수 있다. 한..
[Operating System] 6. PCB & Context Switching
Computer Science/Operating System 2021. 7. 1. [Operating System] 6. PCB & Context Switching 1. Process Management CPU의 프로세스가 여러 개일 때 CPU 스케줄링을 통해 관리하는 것을 말한다. 이때 CPU는 각 프로세스들이 누군지 알아야 관리가 가능하다. 프로세스들의 특징을 갖고 있는 것이 바로 Process Metadata이다. Process Metadata Process ID Process State Process Priority Owner CPU Usage Memory Usage 이 메타데이터는 프로세스가 생성되면 PCB에 저장된다. 2. PCB - Process Control Block PCB는 프로세스 메타데이터들을 저장해 놓는 곳이다. 한 PCB 안에는 한 프로세스의 정보가 담겨있다. 프로그램 실행 → 프로세스 생성 → 프로세스 주소 공간에 (코드, 데이터, 스택)..
Computer Science/Operating System 2021. 7. 1. [Operating System] 5. System Call 0. System Call fork(), exec(), wait()은 Process 생성과 제어를 위한 System Call이다. fork, exec는 새로운 Process 생성과 관련이 있다. wait은 Process(Parent)가 만든 다른 Process(Child)가 끝날 때까지 기다리는 명령이다. 1. Fork Fork는 새로운 Process를 생성할 때 사용한다. #include #include #include int main(int argc, char *argv[]) { printf("pid : %d", (int) getpid()); // pid : 29146 int rc = fork();// 주목 if (rc < 0) { exit(1); }// (1) fork 실패 else if (rc =..
[Operating System] 4. 인터럽트 (Interrupt)
Computer Science/Operating System 2021. 6. 28. [Operating System] 4. 인터럽트 (Interrupt) 0. 인터럽트 프로그램을 실행하는 도중에 예기치 않은 상황이 발생할 경우 현재 실행 중인 작업을 즉시 중단하고 발생된 상황을 우선 처리한 후 실행 중이던 작업으로 복귀하여 계속 처리하는 것을 말한다. 지금 수행 중인 일보다 더 중요한 일이 발생하면 그 일을 먼저 처리하고 나서 하던 일을 계속한다. 외부/내부 인터럽트는 CPU의 하드웨어 신호에 의해 발생하며 소프트웨어 인터럽트는 명령어의 수행에 의해 발생한다. 외부 인터럽트 : 입출력 장치, 타이밍 장치, 전원 등 외부적인 요인으로 발생한다. 전원 이상, 기계 착오, 외부 신호, 입출력 등이 있다. 내부 인터럽트 : Trap이라고 부르며 잘못된 명령이나 데이터를 사용할 때 발생한다. 0으로 나누기, 오버플로우, 명령어를 잘못 사용한 경우 등이 있다. 소프..
Computer Science/Operating System 2021. 6. 28. [Operating System] 3. 프로세스의 주소 공간 0. 프로세스의 주소 공간 프로그램은 CPU에 의해 실행된다. 이때 프로세스가 생성되고 메모리에 프로세스 주소 공간이 할당된다. 프로세스 주소 공간에는 코드, 데이터, 스택으로 이루어져 있다. 코드 Segment : 프로그램 소스 코드 저장 데이터 Segment : 전역 변수 저장 스택 Segment : 함수, 지역 변수 저장 1. 구역을 나누는 이유 최대한 데이터를 공유하여 메모리 사용령을 줄여야 하기 때문이다. Code는 같은 프로그램 자체에서는 모두 같은 내용이기 때문에 따로 관리하여 공유한다. Stack과 Data는 스택 구조의 특성과 전역 변수의 활용성을 위해 나눈 것이다. 프로그램의 함수와 지역 변수는 LIFO 특성을 가진 스택에서 실행된다. 따라서 함수들 안에서 공통으로 사용하는 전역 함수는..
[Operating System] 2. 프로세스와 스레드
Computer Science/Operating System 2021. 6. 28. [Operating System] 2. 프로세스와 스레드 0. 프로세스와 스레드 프로세스 : 프로그램을 메모리 상에서 실행 중인 작업 스레드 : 프로세스 안에서 실행되는 여러 흐름 단위 기본적으로 프로세스마다 메인 스레드를 포함하여 최소 1개의 스레드를 소유한다. 프로세스는 각각 별도의 주소 공간을 독립적으로 할당한다. Code : 코드 자체를 구성하는 메모리 영역 - 프로그램 명령 Data : 전역 변수, 정적 변수, 배열 등 - 초기화된 데이터 Heap : 동적 할당 시 사용 - new(), malloc() 등 Stack : 지역변수, 매개변수, 리턴 값 - 임시 메모리 영역 스레드는 Stack만 따로 할당받으며 나머지 영역은 서로 공유한다. 하나의 프로세스가 생성될 때 기본적으로 하나의 스레드도 같이 생성된다. 프로세스는 자신만의 고유 공간과 자원을 할당..
[Operating System] 1. 운영체제란?
Computer Science/Operating System 2021. 6. 26. [Operating System] 1. 운영체제란? 0. 운영체제란? 운영체제란 일반적으로 하드웨어를 관리하고, 응용 프로그램과 하드웨어 사이에서 인터페이스 역할을 하며 시스템의 동작을 제어하는 시스템 소프트웨어로 정의한다. 운영체제는 시스템의 자원과 동작을 관리하는 소프트웨어이다. 1. 프로세스 관리 프로세스, 스레드 스케줄링 동기화 IPC 통신 운영체제에서 작동하는 응용 프로그램을 관리하는 기능이다. 어떤 의미에서는 프로세서를 관리하는 것이라고 볼 수 있다. 현재 CPU를 점유해야 할 프로세스를 결정하고 실제로 CPU를 프로세스에 할당하며 이 프로세스 간 공유 자원 접근과 통신 등을 관리한다. 2. 저장장치 관리 메모리 관리 가상 메모리 파일 시스템 1차 저장장치에 해당하는 메인 메모리와 2차 저장장치에 해당하는 하드디스크, NAND 등을 관리하는 기..
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