내부단편화 주 기억장치에서 가용한 공간에 프로세스를 할당하고 남은 영역이 생기는 것 외부단편화 주 기억장치에서 가용한 공간의 합은 프로세스의 크기보다 크지만, 나누어져 있어서 프로세스를 올릴 수 없는 경우. 해결방법 1. 압축 : 주기억장치 내 분산되어 있는 공간을 압축하여 큰 공간 하나를 만드는것 2. 페이징기법 : 프로세스를 "페이지"로 나누고, 주기억 장치를 "프레임"으로 나누어 프로그램을 실행시 페이지 단위로 프레임에 옮기는 기법

페이지 교체 알고리즘 페이징 기법으로 메모리를 관리하는 운영체제에서 페이지의 부재가 발생하여 새로운 페이지를 할당하기 위해 현재 할당된 페이지 중 어느 것과 교체할지 결정하는 방법. FIFO(Fist In Fist Out) 알고리즘 - 가장 먼저 들어온 페이지를 교체 - 그림 LRU(Least Recently Used) 알고리즘 - 가장 오랫동안 사용하지 않은 페이지를 교체하는 것 - 그림 LFU(Least Frequently Used) 알고리즘 - 참조횟수가 가장 적은 페이지 교체하는 것 - 그림 MFU(Most Frequently Used) 알고리즘 - 가장 많이 참조된 페이지를 교체하는 알고리즘 - 그림 OPT(Optimal) 알고리즘 - 앞으로 가장 오랫동안 사용하지 않을 페이지를 교체하는 알고리..

가상메모리- 메모리가 실제 메모리보다 많이 보이게 하는 기술 - 가상메모리, 메모리맵, 물리메모리 로 구성됨 - 필요한 데이터중 실제메모리에 없는 데이터는 디스크(backing store)에서 가져옴 요구페이징(demand paging)- 프로세스의 페이지 전체를 메모리에 올리지 않고, CPU가 요청할 때 필요한 일부 페이지만 메모리에 올리는 것을 의미 페이지 폴트(page faults)- 어떤 페이지에 접근하려고 했을 때 해당 페이지가 실제 물리 메모리에 부재할 때 때 뜨는 인터럽트 - 페이지 폴트시 동작순서 (운영체제가 페이지폴트 해결 후 동일 명령을 다시 수행함)- 페이지 폴트 발생 후 물리메모리가 가득 차면, 페이징교체 알고리즘이 수행된다.

DEADLOCK(교착상태) 이란 둘 이상의 프로세스가 각자 서로가 필요한 자원을 점유한 상태로 무한정 대기하는 상황 DEADLOCK 발생조건 다음 네 조건을 만족하면 데드락에 빠질 수 있는 가능성이 있다. 1. 상호배제 : 자원들은 한 프로세스만 점유할 수 있다. 2. 점유대기 : 특정 프로세스에게 쓰이고 있는 자원이 다른 프로세스에게도 필요하여 대기하는 다른 프로세스가 존재 3. 비선점 : 다른 프로세스가 자원을 점유하고 있을 때 강제로 뻇을 수 없다 4. 순환대기 : 프로세스 P0,P1,P2...Pn 이 존재할 때, Pk-1이 Pk가 필요한 자원을 가지고(Pn은 P0가 필요한 자원보유) 있는 상황 DEADLOCK 해결 1. 예방법(데드락 상태를 사전에 예방, 조건에 대한 부정) 1.1 상호배제 부정 ..

생산자 소비자 문제(Producer and Consumer Problem) * 다른말로 유한버퍼문제(bounded buffer problem) - 생산자(producer)는 버퍼에 데이터를 생산하고, 소비자(consumer)는 버퍼에 데이터를 소비하는 상황 - 버퍼는 유한하기 때문에 버퍼에 데이터가 가득 차면 생산자가 생산할 수 없고, 비어있으면 소비자가 꺼내갈 수 없다.(이 상황에서 프로세스가 계속 대기하는 것을 busy waiting 이라고 한다) 독자 저자 문제(Readers Writers problem) - 독자(reader)는 데이터를 읽기만 하고, 저자(writer)는 읽고 수정하는 상황 - reader는 데이터를 읽기만 하기 때문에 임계구역 문제가 발생하지 않음. 따라서 writer에만 임계..

임계구역 문제(the critical section problem) 멀티 프로세스가 공유자원을 사용하는 과정에서 발생하는 문제들. 다양한 프로세스가 공유자원(공통변수)를 건들이면서 데이터의 정합성이 깨지는 현상 * 임계구역 : 공유자원에 접근하는 코드 영역 임계구역 문제의 해결 조건 임계구역 문제를 해결하기 위해선 다음의 조건을 만족해야 한다. 1. 상호배제(mutual exclusion) : 특정 임계구역에서 프로세스가 실행되고 있으면, 다른 프로세스는 해당 임계구역에서 실행될 수 없음 2. 진행(progress) : 임계구역이 비어있을 때 프로세스는 무한정 기다리지 않고 순서에 맞게 진행된다. 3. 한정된 대기(bounded waiting) : 프로세스가 임계구역에 진입하려는 요청을 한 후 그 요청이..

CPU 스케쥴링 - CPU(특히 여러 코어의 CPU)의 이용률을 극대화 하기위해 CPU사용 순서 혹은 규칙을 정하는 알고리즘 디스패처 - CPU 코어의 제어를 CPU 스케줄러가 선택한 프로세스에 주는 모듈 - 한 프로세스에서 다른 프로세스로 문맥을 교환하는 일 - 사용자 모드로 전환하는 일 - 프로그램을 다시 시작하기 위해 사용자 프로그램의 적절한 위치로 이동하는 일 선점(preemptive)와 비선점(nonpreemptive) - cpu스캐쥴링에는 선점방식과 비선점 방식이 존재 - 선점 : 특정 프로세스가 작동중일 때 다른 프로세스가 CPU를 뺏어서 사용할 수 있는 방식 - 비전섬 : 특정 프로세스가 작동중일 때는 다른 프로세스가 CPU를 뺏지 못하고 원래 프로세스가 끝날때 까지 기다리는 방식 CPU스..

병행성, 병렬성 concurrency(병행성,동시성)- 동시에 실행되는 것 처럼 보이는 것 - 순차적으로 동작하는 것. - 싱글코어의 멀티스레드 parallelism(병렬성)- 실제로 동시에 작업을 처리하는 것 - 멀티코어의 멀티 스레드

스레드란 - 프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행 단위 싱글스레드, 멀티스레드 - code, data, file(heap)은 공통영역 - registers, stack, program counter은 개별영역 멀티스레드 장점 1. 응답성 : 작업의 일부가 중단되거나 긴 작업이 수행되더라도 프로그램의 수행이 계속됨 2. 자원공유성 : 자신이 속한 프로세스 내의 스레드들과 메모리와 자원을 공유 3. 경제성 : 프로세스를 새로 생성하는 비용보다 스레드를 새로 생성하는게 훨씬 경제적임. 4. 확장성 :멀티스레드의 경우 한 프로세스를 여러 프로세서에서 수행할 수 있음

봉쇄형, 비봉쇄형, 동기식, 비동기식* 봉쇄형(blocking) : 매인 프로세스가 다른 프로세스가 동작하는 동안 멈춤 * 비봉쇄형(non-blocking) : 메인프로세스가 다른 프로세스가 일하는 동안에도 멈추지 않음 * 동기식(synchronous) : 작업의 순서를 보장함. 작업의 순서를 보장해야하기 때문에 메인프로세스가 다른 프로세스의 작업완료를 지속적으로 확인함(관심을 가짐). * 비동기식(asynchronous) : 작업의 순서를 보장하지않음. 작업의 순서를 보장하지 않기때문에 메인프로세스가 다른 작업을 수행하고있고, 다른 프로세스 작업을 신경쓰지않음(비관심)

프로세스 메모리 배치 - 스택섹션 : 함수를 호출할 때 임시 데이터 저장장소(함수 메개변수, 복귀 주소 및 지역변수) - 힙 섹션 : 프로그램 실행 중에 동적으로 할당되는 메모리(heap 자료구조와는 상관없음) - 데이터 섹션 : 전역 변수 - 텍스트 섹션 : 실행코드 * 예시

공유메모리 - 협력 프로세스들에 의해 공유되는 메모리 영역 구축 - 시스템 콜, 커널간섭들을 하지 않으므로 메시지 전달보다 빠르다 메시지 전달 - 프로세스들 사이에 교환되는 메시지를 통해 이루어 진다 - 분산시스템에서 공유 메모리보다 구현하기 쉽다.

단일 처리 시스템 - 하나의 코어를 가진 하나의 CPU 다중 처리 시스템 1. 대칭형 다중 처리 구조(SMP : Symmetric MultiProcessing) - N개의 프로세서가 있다고 N배 빨라지는 것은 아님 -> 과부하로 인해 비효율성 발생 가능 2. 다중 코어 - 칩 내 통신으로 빠르고 효율적임 * 프로세서 : 하나이상의 cpu코어를 포함하는 물리적인 칩

쿠키 - 만료기한이 있는 key-value 저장소 - 4KB까지 저장가능 - 클라이언트와 서버 모두 만료기한 정할 수 있는데, 보통 서버에서 정함 로컬 스토리지 - 만료기한이 없는 key-value 저장소 - 10MB까지 저장가능 - 클라이엔트에서만 수정 가능 - 웹브라우저를 닫아도 유지되고, 도메인 단위로 유지되고 저장, 생성됨 - HTML5 지원하는 곳에서만 가능 세션 스토리지 - 만료기한이 없는 key-value 저장소 - 5MB까지 저장가능 - 클라이언트에서만 수정 가능 - 탭단위로 스토리지 생성, 탭 닫을 때 해당 데이터 삭제 - HTML5 지원하는 곳에서만 가능 비고 - 데이터베이스의 캐싱기능 - 메인 데이터베이스 위에 레디스(redis)데이터베이스 계층을 '캐싱계층'으로 둬서 성능향상

메모리란? - 데이터의 상태, 명령어를 기록하는 장치 - CPU(일꾼)가 계산을 담당하고, 메모리(작업장)은 기억을 담당 메모리의 계층 - RAM : 하드디스크로 부터 일정량의 데이터를 복사하여 임시저장하고, 이를 필요시마다 CPU에 빠르게 전달하는 역할 - 차수별 저장장치 (1) 1차 저장장치 : 휘발성 저장장치(레지스터, 캐시, 메인메모리) (2) 2차 저장장치 : 보조기억장치 (3) 3차 저장장치 : 백업 사본을 저장하기위해 다른 장치에 저장하는것(cd-rom, blue-ray) 캐시 1. 정의 - 데이터를 미리 복사해놓은 임시저장소. 빠른장치와 느린 장치의 속도차이에 따른 병목현상을 줄이기 위한 메모리 - 레지스터는 CPU와 램사이에 있는 캐시계층이고 램은 캐시메모리와 보조기억장치 사이에 있는 캐..

CPU란? - CPU는 제어장치, 레지스터, 산술논리연산장치로 구성되어 있는 컴퓨터 장치를 말하며 인터럽트에 의해 단순히 메모리에 존재하는 명령어를 해석하는 일꾼. * 제어장치(CU: Control Unit) : 프로세스 조작을 지시하는 CPU의 한 부품 * 레지스터 : 레지스터는 CPU내부의 매우 빠른 임시기억장치를 가르킴. CPU와 직접 연결되어 있어 연산속도가 메모리보다 수십~수백배 빠름. CPU는 자체적 데이터 저장방법이 없으므로, 레지스터 거쳐 데이터 전달 * 산술논리연산장치 : 덧셈, 뺄셈 등 두 숫자의 산술연산과 베타적 논리합, 논리곱은 논리연산을 계산하는 디지털 회로 인터럽트 - 컨트롤러가 장치드라이버에게 작업이 완료됐다는 것을 알리고, CPU에게 이를 처리시키기 위해 CPU를 중지 시키는..

시스템콜 이란 운영체제가 커널에 접근하기 위한 인터페이스이며 유저프로그램이 운영체제의 서비스를 받기위해 커널함수 호출시 사용 => 이 과정을 통해 컴퓨터자원에 대한 직접접근차단, 프로그램을 다른 프로그램으로 부터 보호함 => 응용프로그램과 커널을 이어주는 시스템. 유저모드상의 응용프로그램이 커널함수를 사용하고자 할 때 커널모드로 전환하고 커널함수를 수행한후 다시 유저모드로 전환할 때 사용 MODEBIT 시스템콜이 작동할 때 유저모드와 커널모드로 구분하는 플레그. 카메라, 키보드등 I/O디바이스를 운영체제를 통해서만(커널모드) 사용할 수 있게 하여 해킹으로 부터 사용자 장비를 보호 유저모드 : 유저가 접근할 수 있는 영역에 제한을 주어 컴퓨터자원에 함부러 침범하지 못하게 하는 모드 커널모드 : 컴퓨터의 모..

동찬찬과 함께하는 신나는 운영체제 스터디를 위한 기초공부 운영체제 박사가 되자운영체제의 역할1. CPU 스케쥴링 : CPU소유권을 어떤 프로세스에 할당할지 2. 메모리 관리 : 한정된 메모리를 어떤 프로세스에 얼만큼 할당해야 하는지 관리 3. 프로세스 관리 : 프로세스 생성과 삭제 자원할당 및 반환을 관리 4. I/O 디바이스 관리 : I/O 디바이스들인 마우스, 키보드와 컴퓨터간에 데이터를 주고받는 것을 관리 5. 디스크파일 관리 : 디스크파일을 어떠한 방식으로 보관할지 관리 운영체제의 구조- 기본구조유저프로그램 GUI=> 운영체제시스템콜커널드라이버(하드웨어를 제어하기위한 소프트웨어)하드웨어