안나무의 공부블로그

운영체제

하나의 자원을 하나의 프로세스만 사용 가능할 경우, 자원 할당 그래프에 사이클이 존재하면 교착 상태가 발생한 것으로 본다. 하지만 하나의 자원을 여러 개의 프로세스가 사용 가능할 경우에는 다른 검출 방법이 필요하다. 1. 다중 자원과 사이클 프로세스 P1은 자원 R1을 사용하면서 자원 R2를 기다리고 있고, 프로세스 P2는 자원 R2를 사용하면서 자원 R1을 기다리고 있다고 가정하자. R1은 동시에 2개의 프로세스가 사용할 수 있는 자원이라고 하면 이 상황은 교착 상태라고 볼 수 없다. 프로세스 P2는 자원 R1과 R2를 사용하면서 작업을 끝내고 자원을 반납한다. R2가 반납되었으므로 프로세스 P1도 남은 작업을 마무리할 수 있다. 2. 대기 그래프와 그래프 감소 대기 그래프(wait for graph)..

2021. 9. 22.

운영체제

1. 교착 상태 2개 이상의 프로세스가 다른 프로세스의 작업이 끝나기만 기다리며 작업을 더 이상 진행하지 못하는 상태를 교착 상태라고 한다. 교착 상태는 시스템 자원, 공유 변수(또는 파일), 응용 프로그램 등을 사용할 때 발생할 수 있다. 시스템 자원 다른 프로세스와 공유할 수 없는 자원을 사용할 때 발생한다. P1은 프린터를 할당받은 후 CD 레코더를 기다리고 P2는 CD 레코더를 할당받은 후 프린터를 기다리면 교착 상태가 발생한다. 두 자원은 동시에 사용할 수 없기 때문이다. 공유 변수 프로세스 P1은 공유 변수 lock1을 true로 만든 다음 lock2가 false가 될 때까지 기다리고, 프로세스 P2는 lock2를 true로 만든 다음 lock1이 false가 될 때까지 기다리면 교착 상태가 ..

2021. 9. 22.

운영체제

임계구역의 해결 방법은 간단하다. 한 번에 실행할 수 있는 프로세스의 개수만큼 임계구역을 사용하도록 하고 기다리는 프로세스를 잘 관리해주면 된다. 1. 잠금(lock) 프로세스 P1은 임계구역에 들어가면서 잠금을 건다. 다른 프로세스 P2는 잠금이 걸려 있는 것을 보고 바쁜 대기한다. 임계구역 사용을 마친 P1은 잠금을 푼다. 잠금이 풀린 것을 확인한 P2는 임계구역에 들어간다. 간단한 시나리오지만 부족한 점이 많다. 두 프로세스가 동시에 접근했을 때 같이 임계구역에 들어갈 수도, 둘 다 못 들어갈 수도 있다. 이를 해결하기 위해 피터슨, 데커 알고리즘이 등장했지만 현재는 잘 사용되지 않는다. 2. 세마포어 Semaphore(n)을 통해 전역 변수 RS를 n으로 초기화한다. RS는 현재 사용 가능한 자원..

2021. 9. 22.

운영체제

프로세스는 독립적으로 운영할 수도 있지만 공유된 자원으로 공동 작업을 할 수도 있다. 이 때, 같은 자원을 다른 프로세스 간에 공유하는 것이기 때문에 문제가 발생할 수 있다. 1. 공유 자원의 접근 공유 자원(shared resource)이란 프로세스가 공동으로 이용하는 변수, 메모리, 파일 등을 말한다. 자원을 공유하기 때문에 어떤 프로세스가 먼저 데이터를 읽고 쓰는가에 따라 결과가 달라질 수 있다. 그렇기 때문에 프로세스들의 공유 자원 접근 순서를 정하는 것이 중요하다. 2개 이상의 프로세스가 공유 자원을 병행적으로 읽거나 쓰는 상황을 경쟁 조건(race condition)이 발생했다고 한다. 경쟁 조건이 발생하면 공유 자원 접근 순서에 따라 실행 결과가 달라질 수 있다. 2. 임계구역 경쟁 조건이 ..

2021. 9. 22.

운영체제

1. 프로세스 간 통신 프로세스가 다른 프로세스와 데이터를 주고받는 것을 말한다. 프로세스가 데이터를 주고 받는 방식은 아래와 같이 3종류의 통신 방식이 있다. 프로세스 내부 데이터 통신 : 하나의 프로세스 내에 있는 2개 이상의 스레드 간 통신. 전역 변수나 파일을 이용한다. 프로세스 간 데이터 통신 : 같은 컴퓨터에 있는 여러 프로세스 간의 통신. 공용 파일 또는 운영체제가 제공하는 파이프를 이용한다. 네트워크를 이용한 데이터 통신 : 다른 컴퓨터와 네트워크를 이용해서 이루어지는 통신. 소켓을 통해 데이터를 주고 받으며 이런 방식을 네트워킹이라고 한다. 2. 프로세스 간 통신의 분류 2-1. 통신 방향에 따른 분류 통신은 데이터가 전송되는 방향에 따라 양방향, 반양방향, 단방향으로 나눌 수 있다. 양..

2021. 9. 22.

운영체제

1. 인터럽트의 개념 컴퓨터를 사용하기 시작한 초기의 프로그래밍 방식은 순차적 프로그래밍이었다. 위에서부터 한 줄씩 차례대로 실행시키는 방식이다. 지금도 여전히 사용되는 방식이지만 특정 문제를 해결하는 데는 취약하다. 순차적 프로그래밍에서는 폴링 방식으로 이벤트가 일어났는지를 체크한다. 이는 이벤트가 일어났는지 주기적으로 확인해줘야 하는 비효율적인 방식이다. 입출력장치가 많이 않았던 예전에는 괜찮았지만 현재 이 방식으로 모든 입출력을 처리하기에는 한계가 분명 있다. 이를 개선하기 위해 나온 것이 인터럽트 방식이다. 어떤 이벤트가 발생하면 발생했다고 프로세스에 알려주는 것이다. 입출력을 요청하고 다른 일을 진행하고 있다가 입출력이 완료되면 이벤트를 발생시켜 이 사실을 알려준다. 2. 동기적 인터럽트와 비동..

2021. 9. 22.

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1. 스케줄링 알고리즘 선택 기준 좋은 스케줄링 알고리즘이란 무엇일까? 여러 기준이 있겠지만 가장 많이 사용되는 평가 기준은 아래와 같다. CPU 사용률 전체 시스템의 동작 시간 중 CPU가 사용된 시간을 측정하는 방법. 100%가 가장 이상적이지만 실제로는 여러 가지 이유로 90%에도 미치지 못한다. 처리량 단위 시간당 작업을 마친 프로세스의 수로, 이 수치가 클수록 좋은 알고리즘이다. 대기 시간 작업을 요청한 프로세스가 작업을 시작하기 전까지 대기하는 시간으로 짧을수록 좋다. 응답 시간 프로세스 시작 후 첫 번째 출력 또는 반응이 나오기까지 걸린 시간으로 짧을수록 좋다. 반환 시간 프로세스가 생성된 후 종료되어 사용하던 자원을 모두 반환하는 데까지 걸린시간이다. 반환 시간 = 대기 시간 + 실행 시간..

2021. 9. 22.

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1. 준비 상태의 다중 큐 프로세스의 우선순위는 프로세스 제어 블록에 표시된다. CPU는 다음에 실행할 프로세스를 선택하기 위해 이 제어 블록을 탐색할 수 있다. 하지만 선택할 때마다 일일이 탐색하는 것은 너무 비효율적이다. 그래서 준비 상태의 프로세스들은 다중 큐(multiple queue)로 배치된다. 각 큐는 저마다 다른 우선순위를 가지고 있다. 우선순위가 높은 큐의 가장 앞에 있는 프로세스가 다음에 실행될 프로세스다. 그런데 프로세스의 우선순위는 어떻게 결정되는 것일까? 2가지 방식이 있다. 고정 우선순위 방식 운영체제가 프로세스에 우선순위를 부여하면 프로세스가 종료될 때까지 바뀌지 않는다. 구현하기 쉽지만, 시시각각 변하는 상황에 대처할 수 없어 비효율적이다. 변동 우선순위 방식 프로세스가 생성..

2021. 9. 22.

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1. 선점형 스케줄링과 비선점형 스케줄링 구분 선점형 비선점형 작업 방식 실행 상태인 작업을 중단시키고 새로운 작업 실행 가능 실행 상태에 있는 작업이 완료될 때까지 다른 작업 불가능 장점 프로세스가 CPU 독점 불가능 -> 대화형, 시분할 시스템에 적합 CPU 스케줄러의 작업량이 적고 문맥 교환의 오버헤드가 적음 단점 문맥 교환의 오버헤드가 많음 기다리는 프로세스가 많아 처리율이 떨어짐 사용 시분할 방식 스케줄러 일괄 작업 방식 스케줄러 중요도 높음 낮음 2. 프로세스 우선순위 더 빨리 자주 실행해야 하는 프로세스가 존재하기 때문에 CPU 스케줄러는 우선순위에 따라 프로세스를 배정한다. 기본적으로 커널 프로세스 > 일반 프로세스 이며, 커널과 일반 내부에서도 우선순위가 나뉜다. 워드프로세서와 비디오 플..

2021. 9. 20.

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프로세스는 생성, 준비, 실행, 대기와 같은 여러 상태를 거치며 작업이 이루어진다. CPU 스케줄러는 프로세스가 생성된 후 종료될 때까지 모든 상태 변화를 조정한다. 그래서 프로세서 스케줄러(processor scheduler라고도 한다. 1. 스케줄링 규모 스케줄링은 규모에 따라 3가지로 나눌 수 있다. 고수준 스케줄링 장기 스케줄링(long-term scheduling), 작업 스케줄링(job scheduling), 승인 스케줄링(admission scheduling)이라고도 한다. 시스템 내의 전체 작업 수를 조절한다. 여기에서 말하는 작업은 운영체제에서 다루는 일의 가장 큰 단위로, 1개 이상의 프로세스로 이루어진다. 어떻게 전체 작업 수를 조절할까? 어떤 작업을 요청받았을 때 시스템이 받아들일지..

2021. 9. 20.