안나무의 공부블로그

운영체제

1. 디렉터리의 개념 디렉터리는 관련 있는 파일을 하나로 모아놓은 곳이다. 디렉터리는 1개 이상의 자식 디렉터리를 가질 수 있고, 또한 1개 이상의 파일을 가질 수 있다. 최상에 있는 디렉터리를 루트 디렉터리라고 한다. 2. 디렉터리 파일 디렉터리도 파일이다. 데이터 대신 파일 정보가 담겨 있고 헤더를 가진다. 헤더에는 디렉터리의 이름, 만든 시간, 접근 권한 등의 정보가 기록되어 있다. 디렉터리 정보가 시작하는 위치도 기록되어 있다. 디렉터리에는 마침표(.) 파일과 2개 마침표(..) 파일이 있다. 각각 자신의 디렉터리, 상위 디렉터리를 가리킨다. 3. 경로 경로는 파일이 전체 디렉터리 중 어디에 있는지를 나타내는 정보이다. 루트 디렉터리를 기준으로 파일의 위치를 나타내는 것을 절대 경로, 현재 있는 ..

2021. 9. 23.

운영체제

1. 파일 시스템의 개요 1-1. 파일 시스템의 개념 사용자가 직접 파일을 관리하는 것은 여러 문제를 초래할 수 있다. 그래서 운영체제는 파일 관리자에게 이를 위임하는데 이를 파일 시스템이라고 한다. 파일 관리자는 파일 테이블을 사용하여 파일을 관리한다. 사용자가 특정 파일에 접근하기 위해서는 권한을 획득해야 하는데 이를 파일 디스크립터(file descriptor)라고 한다. 1-2. 파일 시스템의 기능 파일 구성 : 사용자의 요구에 따라 파일과 디렉터리 생성 파일 관리 : 파일 생성, 수정, 삭제 등의 관리 & 조각 모음 접근 권한 관리 : 파일 접근 권한 관리 접근 방법 제공 : 사용자에게 파일 접근 방법 제공 무결성 보장 : 파일의 내용이 손상되지 않도록 함 백업과 복구 : 사고로부터 파일 보호 ..

2021. 9. 23.

운영체제

RAID RAID(Redundant Array Independent Disks)는 자동으로 백업하고 장애가 발생하면 이를 복구하는 시스템이다. 1. RAID 0 (스트라이핑) 병렬로 연결된 여러 개의 디스크에 데이터를 동시에 입출력할 수 있도록 구성된다. 이런 방식을 스트라이핑이라고 한다. RAID 0은 연결된 디스크의 개수만큼 속도가 빠르다. 하지만 복구 기능이 없기 때문에 장애가 발생하면 데이터를 잃는다. 그럼에도 입출력이 빨라 기업용 제품, 개인용 컴퓨터와 노트북의 고급 기종에 많이 사용된다. 2. RAID 1 (미러링) 하나의 데이터를 2개의 디스크에 나누어 저장한다. 하나는 본 디스크로 활용하고 하나는 백업용 디스크로 활용한다. 이런 방식을 미러링이라고 한다. 백업이 가능하지만 1개의 디스크가 ..

2021. 9. 23.

운영체제

1. 디스크 스케줄링 디스크의 데이터 전송 시간 중에서 가장 긴 건 탐색 시간이다. 이 길디 긴 탐색 시간을 줄이기 위해 트랙의 이동을 최소화할 필요가 있는데 이를 위해 고안된 것이 디스크 스케줄링이다. 2. FCFS(First Come First Service) 스케줄링 요청이 들어온 트랙 순서대로 탐색한다. 3. SSTF(Shortest Seek Time First) 스케줄링 현재 헤드 위치로부터 가장 가까운 트랙부터 탐색한다. 거리가 같을 경우엔 먼저 요청이 온 트랙부터 처리한다. 거리가 먼 트랙의 경우 아사 현상이 발생할 수 있어 잘 사용하지 않는다. 4. 블록 SSTF 디스크 스케줄링 요청받은 트랙을 블록 단위로 나누어 SSTF를 적용하는 방법이다. 블록 내에서만 우선 순위를 따지기 때문에 적어..

2021. 9. 23.

운영체제

1. 디스크 장치의 종류 1-1. 하드디스크 하드디스크는 스핀들(spindle)이라는 원통 축에 여러 개의 플래터(platter)가 달려 있는 구조로 이루어져 있다. 구성 요소는 다음과 같다. (1) 플래터 플래터는 표면에 자성체가 발라져 있어 자기를 이용하여 0과 1의 데이터를 저장할 수 있다. 플래터의 표면이 N극을 띠면 0으로, S극을 띠면 1로 인식한다. 보통 2장 이상으로 구성되며 항상 일정한 속도로 회전한다. 하드디스크 사양에 적혀 있는 rpm이 플래터의 회전 속도다. 보통 위아래 2개의 표면을 모두 사용하여 데이터를 저장하는데 한 쪽만 사용하는 모델도 있다. 일반 컴퓨터는 3.5인치 지름, 노트북 등의 휴대용 장치는 2.5인치 지름의 플래터를 많이 사용한다. (2) 섹터와 블록 섹터(sect..

2021. 9. 23.

운영체제

1. 입출력장치와 채널 컴퓨터는 필수장치인 CPU와 메모리, 주변장치인 입출력장치와 저장장치로 구성된다. 각 장치는 메인보드에 있는 버스로 연결되며, 주변장치는 데이터 전송 속도에 따라 저속, 고속 주변장치로 구분할 수 있다. 저속 주변장치 메모리와 주변장치에 오고 가는 데이터의 양이 적어 데이터 전송률이 낮은 장치. 키보드, 마우스 등이 해당한다. 고속 주변장치 메모리와 주변장치에 오고 가는 데이터의 양이 많아 데이터 전송률이 높은 장치. 그래픽카드, 하드디스크 등이 해당된다. 채널 여러 주변장치는 메인보드의 버스와 연결된다. 버스 안에는 여러 개의 채널이 존재한다. 채널은 데이터가 지나다니는 하나의 통로라고 보면 된다. 4채널 버스는 4개의 주변장치가 동시에 데이터를 주고받을 수 있다. 주변장치마다 ..

2021. 9. 23.

운영체제

1. 전역 교체와 지역 교체 페이지를 교체할 때 교체하는 범위에 따라 전역 교체와 지역 교체로 나눌 수 있다. 전역 교체 스왑 영역으로 보낼 페이지를 결정할 때 모든 프레임을 검사한 후 결정한다. 지역 교체 프로세스 A가 페이지를 요청한 경우, 메모리에 있는 프레임 중 프로세스 A에게 할당된 프레임만 검사한 후 결정한다. 페이지 교체 시 다른 프로세스들에게 영향을 주지 않는다는 장점이 있지만, 자주 사용되는 페이지가 교체되어 성능이 저하되거나 스레싱에 빠질 수 있다. 그래서 전체 시스템의 입장에서는 전역 교체 방식이 더 효율적이다. 2. 쓰기 시점 복사 동일한 프로그램을 기반으로 한 여러 프로세스가 각각 모든 페이지를 생산하는 건 비효율적이다. 공유할 수 있는 페이지는 공유하는 게 낫다. 실제로도 그렇다..

2021. 9. 23.

운영체제

1. 스레싱(threshing) 물리 메모리가 꽉 찬 상태라면 페이지 부재가 자주 일어날 수 있다. 이 때 스왑 영역에 있는 데이터를 가져오기 위한 시도도 함께 많아지는데, 하드디스크의 잦은 입출력으로 작업이 멈춘 것처럼 보이는 경우가 발생한다. 이를 스레싱이라고 한다. 물리 메모리 크기 스레싱은 물리 메모리의 크기, 멀티 프로그래밍 정도와 관련이 있다. 동시에 실행하는 프로그램의 수를 멀티프로그래밍 정도라고 하는데, 이 수가 물리 메모리가 감당할 수 있는 범위를 넘어설 때 스레싱이 발생한다. 그래서 물리 메모리의 크기를 늘리면 성능이 좋아질 수 있지만 멀티 프로그래밍 정도보다 웃도는 수준의 크기라면 더 이상 늘려도 효과가 없다. 프레임 할당 스레싱은 프레임 할당과도 관련이 깊다. 프로세스에 너무 적은 ..

2021. 9. 23.

운영체제

1. 페이지 교체 알고리즘 개요 프로세스가 요구한 페이지가 메모리에 없을 때 페이지 부재가 발생한다. 이 때 메모리 관리자는 스왑 영역에 있는 페이지를 가져와야 하는데, 메모리가 꽉 차있을 경우 기존 페이지를 스왑 영역으로 내보내야 한다. 이 때, 스왑 영역으로 내보낼 페이지를 결정하는 알고리즘을 페이지 교체 알고리즘이라고 한다. 좋은 페이지 교체 알고리즘은 앞으로 사용할 가능성이 적은 페이지를 스왑 영역으로 보내 페이지 부재를 줄이고 시스템의 성능을 향상시킨다. 좋은 페이지 교체 알고리즘 알고리즘의 성능을 평가하기 위해선 여러 가지를 고려해야 한다. 페이지 부재 횟수, 평균 대기 시간, 전체 작업 시간, 페이지 성공 횟수 등을 기준으로 평가할 수 있겠다. 2. 페이지 교체 알고리즘 종류 무작위 페이지 ..

2021. 9. 23.

운영체제

1. 요구 페이징 프로세스를 실행하기 위해서는 필요한 데이터를 메모리에 올려야 한다. 요구 페이징은 프로세스가 필요로 하는 데이터를 메모리에 올리는 방법 중의 하나이다. 핵심적인 개념은 필요한 부분만 메모리에 올린다는 것이다. 처음 프로세스를 실행할 때 필요한 부분만 메모리에 올린 후 사용자의 요청에 따라 추가적으로 데이터를 메모리에 올린다. 이는 2가지 측면에서 이점이 있는데, 프로세스의 일부만 메모리에 올리기 때문에 메모리를 효율적으로 관리할 수 있고 초기 응답 속도를 향상시킬 수 있다. 2. 페이지 테이블 엔트리 페이지 테이블 엔트리(PTE)는 페이지 테이블의 한 행을 말한다. 페이지 번호, 플래그 비트, 프레임 번호(주소 필드)로 구성된다. 플래그 비트의 종류는 아래와 같다. 접근 비트 페이지가 ..

2021. 9. 23.