728x90 반응형 Computer Science/운영체제 Computer Science/운영체제 2022. 6. 10. Chapter 10. Virtual Memory Virtual Memory) 기존에는 프로세스가 실행되는 코드의 전체를 메모리에 로드해야 했다. 즉 이것은 메모리 용량보다 큰 프로그램은 실행시키지 못한다는 의미다. 만약에 게임의 용량이 40gb면 메모리에 한 번에 40gb를 올려놔야 실행 가능하다는 의미이다. 그런데 대부분 가정집 컴퓨터의 램은 8 ~ 32gb 사이이다. 그러나 우리는 100gb짜리 게임이나 영상파일도 실행 가능하다. 가상 메모리는 이러한 물리적 메모리 크기의 한계를 극복하기 위해서 나왔다. 프로세스를 실행할 때 필요한 부분만 일부 메모리에 로드하고 나머지는 디스크에 둔다. 결과적으로 메모리에 작은 양의 주소 공간만 있으면 충분히 프로세스 수행이 가능하고 더 많은 프로그램을 동시에 실행할 수 있게 된다. 이처럼 현재 필요한 page만 .. Computer Science/운영체제 2022. 6. 4. chapter 09. Main Memory 프로세스(task와 동일한 의미)는 실행 중인 프로그램을 의미한다. 여기서 실행중이라는 것은 메인 메모리에 올라가 있다는 뜻이다. CPU는 메모리로부터 Program Counter에 대응하는 연산을 fetch 하며, 해당 연산들은 특정 메모리 주소에 대한 추가적인 load, store가 필요할 수 있다. 연산 - 실행 순환 과정은 다음과 같다. 1. Instruction Fetch: 연산이 메모리로부터 fetch 된다. 2. Instruction Decode + Operand Fetch: 해당 연산은 decode 되고, 다른 피연산자를 메모리로 부터 fetch 할 수 있다. 3. Instruction Execution: CPU가 Instruction Decode를 실행하고 결과를 다시 메모리에 Store.. Computer Science/운영체제 2022. 6. 3. Chapter 08. Deadlocks Deadlock 이란?) 어떤 스레드가 필요로 하는 자원을 다른 대기 스레드에서 점유하고 있고, 대기 스레드 역시 다른 스레드가 작업을 끝내기를 기다리고 있기 때문에 대기상태가 영원히 끝나지 않는 현상이다. 즉 교착상태에 빠져서 아무것도 못하는 경우를 의미한다. 여러 개의 자원이 있는 시스템에서 동기화가 필요한 스레드들끼리 자원을 공유한다. 이러한 자원을 하나의 type으로 묶을 수 있는데, 내부에는 여러 identical instance로 이루어져 있다. request(요청) -> use(사용) -> release(반납)의 순서로 자원을 사용하는 데 사용 단계에서 여러 자원을 사용할 수 있다. 자원에 포함되는 인스턴스의 갯수는 중요하지 않고 type이 중요하다. Deadlock의 특징) 아래 4가지 조.. Computer Science/운영체제 2022. 6. 2. Chapter 07-2. Windows API 스레드 동기화 기법에는 두 종류가 있다. 1. 실행 순서의 동기화) 스레드의 실행 순서를 정의하고 이 순서에 따르도록 하는 것 2. 메모리 접근의 동기화) 메모리의 동시 접근을 막고 실행 순서보다는 하나의 스레드만 메모리에 접근하도록 하는 것 Microsoft의 Windows의 동기화 객체는 크게 두 종류가 있다. 1. 유저 모드 동기화 기법(스레드 간 동기화 객체) - 동기화 과정에서 커널 코드가 실행되지 않는다. - 동기화를 위해서 커널 모드로 전환이 불필요해 성능상 이점이 존재 - 기능상의 제한도 존재 2. 커널 모드 동기화 기법(프로세스/스레드 간 동기화 객체) - 커널에서 제공하는 동기화 기능을 활용 - 동기화 관련 함수를 실행할 때마다 커널 모드로 전환으로 인해 성능 저하 유발 - 유저 모드 .. Computer Science/운영체제 2022. 6. 2. Chapter 07-1. Synchronization Examples 동기화 문제에는 대표적인 3가지가 있다. 1. Bounded - Buffer Problem(Producer - Consumer Problem) - 제한된 버퍼에 데이터를 채우고 가져가는 문제 2. Readers and Writers Problem - 데이터의 공유 문제 3. Dining - Phillosopers Problem - 한 자원을 가지고 다른 자원을 요청하는 문제 Bounded - Buffer Problem) 기본적으로 생산자 - 소비자 문제이고 n개의 버퍼로 이루어져 있다. 데이터 공유 모델의 한 종류 이다. int n; semaphore mutex = 1; // -> binary semaphore semaphore empty = n; semaphore full = 0; mutex는 bina.. Computer Science/운영체제 2022. 6. 1. Chapter 06. Synchronization Tools 배경) 이전장에서 프로세스가 병렬로 실행되는 경우를 살펴봤다. 프로세스가 병렬 실행될 때 여러 프로세스에 공유하는 데이터의 무결성 문제에 대해서 알아본다. 동시에 여러 프로스세스가 동일한 데이터에 접근해서 조작하고 실행 결과가 순서에 의존하는 경우를 Race Condition 이라고 부른다. 따라서 한순간에 하나의 프로세스만이 데이터를 조작하도록 보장해야 한다. 따라서 이러한 이유로 동기화가 필요한 것이다. 위 그림을 보면 a, b, c와 1,2,3의 문맥 교환 순서에 따라서 최종 값이 달라짐을 알 수 있다. 컴퓨터를 통해 동일한 연산을 실행하면 항상 같은 값을 출력해줘야 하기 때문에 동기화가 필수적이다. Critical Section) n개의 프로세스가 존재할 때 각 프로세스는 critical sect.. Computer Science/운영체제 2022. 5. 30. Chapter 05. CPU Scheduling 1. CPU 스케줄링 이란? CPU를 멀티프로그래밍에 있어 프로세스 간에 교환을 시켜 CPU를 최대한 효율적으로 쓰게 하는 것. 즉, 어떤 프로세스가 대기할 경우 회수해서 다른 프로세스에 할당함 (최신 운영체제에서는 프로세스가 아닌 커널 수준 스레드를 한다.) 2. CPU I/O Burset Cycle 프로세스는 CPU Burst로 시작하고 뒤이어 I/O Burst가 나온다. 이를 지속적으로 사이클을 통해 반복한다. I/O Bound Job은 burst duration 즉 프로세서가 할당하는 시간이 짧지만 빈도수가 매우 잦다. 반면에, CPU Bound Job은 프로세서가 할당하는 시간은 길지만 빈도수가 적다. 3. CPU Scheduler CPU가 아무것도 하지 않을 때 OS에서 Ready Queue(.. Computer Science/운영체제 2022. 5. 30. Chapter 04. Thread and Concurrency 스레드란?) 스레드는 cpu 연산의 가장 작은 단위이다. 1개의 쓰레드는 registers + stack + progran counter or Instruction Pointer(다음에 시작하는 명령어를 가리키는 포인터) + thread id 등을 각자 갖는다. Code, Data, Files 영역은 스레드끼리 공유한다. 멀티 쓰레드 프로세스를 실행하면 한 번에 1개 이상의 task를 수행할 수 있다. 스레드의 장점) 한 스레드가 block 되거나 긴 연산을 할 때도 나머지 스레드들은 연산을 수행할 수 있다. 같은 프로세스의 스레드들은 메모리와 자원을 공유한다. 스레드 사이의 context switch가 프로세서 간의 context switch 보다 빠르다. 병렬적으로 실행될 수 있다 Multicore의.. 이전 1 다음 728x90 반응형
