컴퓨터과학/운영체제

반효경 교수님의 "운영체제와 정보기술의 원리" 책을 학습하고 정리한 글입니다. 📌 가상 메모리 (Virtual Memory)프로세스마다 물리적 메모리와 디스크 스왑 영역에 혼재하여 가지는 주소 공간프로그램을 실행하기 위해 당장 수행할 부분을 메모리에 올려놓고, 그렇지 않은 부분은 디스크 스왑 영역에 내려 놓는다. ✍🏻 프로세스 주소 공간 메모리 적재 단위요구 페이징 방식 (Demand paging)요구 세그먼테이션 방식 (Demand segmentation)대부분 요구 페이징 방식을 사용하며, 요구 세그먼테이션 방식은 대게 페이지드 세그먼테이션 기법을 사용하는 경우다. 즉, 세부 구현은 요구 페이징 기법 만이 사용된다고 볼 수 있다. 1. 요구 페이징프로그램 실행 시 당장 사용될 페이지만을 메모리에 ..

반효경 교수님의 "운영체제와 정보기술의 원리" 책을 학습하고 정리한 글입니다. 0. 개요메모리는 주소를 통해 접근하는 저장장치로, 주소(address)란 서로 다른 위치를 구분하기 위해 사용하는 일련의 숫자로 구성된다. 컴퓨터는 이진수를 사용하므로 메모리 주소는 이진수로 매기며, 32비트 혹은 64비트 주소 체계를 사용하고 있다. 컴퓨터는 바이트 단위로 메모리 주소를 부여하기 때문에 32비트 주소 체계는 2^32바이트 만큼의 메모리 공간에 서로 다른 주소를 할당할 수 있다. 컴퓨터 상의 주소는 32비트를 그대로 사용하지 않고, 효율적인 운영을 위해 연속된 일련의 영역을 행정구역처럼 묶어서 사용한다. 보통 4KB(=2^12byte) 크기로 묶어서 페이지(page) 단위를 사용한다. 1. 주소 바인딩📌 논..

반효경 교수님의 "운영체제와 정보기술의 원리" 책을 학습하고 정리한 글입니다. 0. CPU 스케줄링 개요CPU는 여러 프로그램이 동시에 수행되는 시분할 환경에서 매우 효율적으로 관리되어야 하는 자원이다. 📌 프로그램 카운터 (PC, Program Counter)현재 CPU에서 수행할 코드의 메모리 주소 값을 가진 레지스터 ✍🏻 CPU가 실행하는 기계어 명령의 종류CPU 내 수행 명령Add : CPU 내의 레지스터에 있는 두 값을 더해 레지스터에 저장하는 명령CPU 내에서만 수행되어 명령의 수행 속도가 매우 빠르다메모리 접근 명령Load : 메모리에 있는 데이터를 CPU로 읽어들이는 명령Store : CPU에서 계산된 결괏값을 메모리에 저장하는 명령CPU 내 수행 명령보다는 시간이 오래 소요되지만, 비..

프로세스와 쓰레드📌 프로세스 (Process)운영체제가 할당하는 프로그램의 자원 할당 단위📌 쓰레드 (Thread)프로세스 내 CPU의 실행 흐름의 단위 1. 프로세스의 문맥 (Context)프로세스는 시분할 시스템으로 인해 시작 후 명령을 한 번에 수행하지 않고 인터럽트에 의해 짧은 시간 CPU를 할당 받으며 연산을 수행하고 뺏기는 과정을 반복하게 된다. 이때 CPU를 다시 할당 받아 명령의 수행을 재개할 때 이전까지 명령을 수행한 시점의 정확한 상태 재현이 필요하다. 이에 따라 현재 어디까지 명령을 수행했는지를 기억하는 프로세스의 현재 상태 정보인 프로세스 문맥(Context)을 가지게 된다. 프로세스 문맥은 크게 세 가지로 나눌 수 있다.하드웨어 문맥 : CPU의 수행 상태를 나타내며 프로그램 ..

Youtube 널널한 개발자 TV의 "운영체제와 시스템 프로그래밍" 재생목록을 학습하며 작성한 글입니다. 컴퓨터 3계층 구조컴퓨터는 기본적으로 H/W + kernel + user 3계층 구조로 이루어져 있다. 📌 운영체제 (OS, Operating System)애플리케이션 프로세스가 잘 작동하도록 서포트하며,하드웨어를 잘 관리하고 제어하는 소프트웨어 📌 인터럽트 (Interrupt)CPU의 프로세스 실행을 중단(wait)하고어떤 작업을 수행하도록 요청하는 행위 📌 시스템 콜 (System Call)인터페이스를 통해 프로세스의 요청을 받아 커널모드의 코드를 실행하는 것 📌 IRQ (Interrupt ReQuest)인터럽트를 요청하는 것 🧐 프로그램의 동작 과정예를 들어, C언어의 print 함수를..

반효경 교수님의 "운영체제와 정보기술의 원리" 책을 학습하고 정리한 글입니다. 1. 프로세스의 개념📌 프로세스 (Process)실행 중인 프로그램 (Program in execution)📌 프로세스의 문맥 (Context)프로세스의 현재 상태 정보 🧐 프로세스의 문맥 정보가 필요한 이유더보기프로세스는 시분할 시스템 환경에서 시작 후 명령을 한 번에 수행하지 않고, 인터럽트에 의해 짧은 시간 CPU 사용 후 빼앗겼다가 다시 획득하는 방식으로 CPU 관리가 이루어진다. 따라서, CPU를 다시 획득해 명령의 수행을 재개할 때 이전까지 명령을 수행한 시점의 정확한 상태 재현이 필요하다. ✍🏻 프로세스 문맥의 세 가지 분류하드웨어 문맥 : CPU의 수행 상태프로그램 카운터(PC, Program Counte..

반효경 교수님의 "운영체제와 정보기술의 원리" 책을 학습하고 정리한 글입니다. 1. 프로그램의 구조와 인터럽트1-1. 프로그램의 주소 영역📌 코드 (code)사용자 프로그램 함수들의 코드가 CPU에서 수행할 수 있는 명령어(machine instruction) 형태로 변환하여 저장하는 부분📌 데이터 (data)전역 변수(global variable) 등 프로그램이 사용하는 데이터를 저장하는 부분📌 스택 (stack)함수가 호출될 때 호출된 함수의 수행을 마치고 복귀할 주소 및 데이터를 임시 저장하는 공간 1-2. 프로그램 실행 단계 예를 들어, X 함수가 수행 중에 Y 함수를 호출한 경우를 생각해보자. X 함수에서 Y 함수를 호출한 지점을 스택에 저장해놓았다가 Y 함수가 수행된 후 스택에 저장된 주..

반효경 교수님의 "운영체제와 정보기술의 원리" 책을 학습하고 정리한 글입니다. 1. 컴퓨터 시스템 구조1. 컴퓨터 내부 : CPU + 메모리로 구성CPU : 기계어 연산을 담당 (mode bit, Interrupt Line, Registers)메모리 : CPU 연산을 위한 작업 공간커널(Kernel) : 운영체제의 핵심 프로그램 (메모리에 상주)2. 컴퓨터 외부 : I/O 장치 (디스크, 키보드, 마우스, 모니터, 네트워크 장치 등)입력(input) : 컴퓨터 내부로 데이터가 들어오는 것출력(output) : 컴퓨터 외부장치로 데이터가 나가는 것디바이스 컨트롤러 : 각 하드웨어 장치(메모리 및 입출력장치 등)에 붙은 일종의 작은 중앙처리장치(cpu)각 I/O 장치는 local buffer(로컬 버퍼)를 ..

반효경 교수님의 "운영체제와 정보기술의 원리" 책을 학습하고 정리한 글입니다. 1. 운영체제의 정의📌 운영체제컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치되는 소프트웨어좁은 의미의 운영체제(커널, kernel) : 운영체제의 핵심 부분으로 메모리에 상주하는 부분넓은 의미의 운영체제 : 커널 뿐만 아니라 각종 주변 시스템 유틸리티를 포함한 개념 흔히 사용하는 MS 윈도우 환경에서 파일을 복사(copy)하는 프로그램 등 운영체제의 일부라고 보기는 힘들지만 시스템을 위한 유틸리티로 운영체제와 함께 설치되기 때문에 넓은 의미로는 운영체제에 포함 2. 운영체제의 기능1. 컴퓨터 시스템을 편리하게 사용할 수 있는 환경 제공사용자가 직접 다루기 힘든 하드웨어를 관리하는 역할운영체제는 동시 사용자/프로그램들이 각각 독자적 컴퓨터에..

반효경 교수님의 "운영체제와 정보기술의 원리" 책을 학습하고 정리한 글입니다. 1. 이론적 컴퓨터의 역사📌 튜링 머신 (Turing Machine)컴퓨터에 대한 가장 단순하고 매력적인 이론적 모델 (가상적이고 논리적인 기계)📌 처치의 가정 (Church's thesis)튜링 머신보다 더 처리력이 우수한 컴퓨터 구조는 있을 수 없다.어떠한 문제가 고성능 슈퍼컴퓨터에 의해 풀릴 경우, 개인 컴퓨터는 물론 튜링 머신에서도 풀릴 수 있음을 의미 ✍🏻 튜링 머신의 정지 문제 (Halting Problem)주어진 튜링 머신과 입력 데이터를 가지고 동작시킨 결과튜링 머신이 처리를 마친 후 정지할 것인지, 정지하지 않고 끝없이 동작하는 무한 루프에 빠질 것인지에 대한 문제⇒ 현대의 최첨단 컴퓨터에 의해서도 알 수..