CS/운영체제

[운영체제] 교착상태 (Deadlock)

01. 교착상태란 다중 프로그래밍 환경에서 나타날 수 있는 문제점으로, 2개 이상의 프로세스들이 자원을 점유한 상태에서 서로 다른 프로세스가 점유하고 있는 자원을 요구하며 무한정 기다리는 현상입니다. 즉, 서로 원하는 자원을 얻기 위해 무한정한 기다림 상태에 빠지는 것을 말합니다. -> 2개 이상의 작업이 한 개의 작업이 끝나는 것을 기다리는 상태 02. 교착상태 발생조건 [4개의 조건이 동시에 성립해야 교착상태 발생] 1. Mutual Exclusion [상호배제] 2. Hold and Wait [점유와 대기] 3. Non Preemptive [비선점] 4. Circular wait [순환대기] 02-1.상호배제 자원은 한 번에 한 프로세스만 사용 가능 -> 자원을 얻었으면 독점적으로 씀 02-2.점유..

[운영체제]CPU 스케줄링

01. CPU 스케줄링 CPU 스케줄링이란 작업을 처리하기 위해서 프로세스들에게 CPU를 할당하기 위한 정책을 계획하는 것으로 운영체제가 프로세스들에게 공정하고 합리적으로 CPU 자원을 배분하는 것입니다. 가장 공정한 CPU 스케줄링은 무엇일까요 ?보통 그냥 CPU를 사용하고 싶어하는 프로세스들이 차례로 돌아가며 사용하는 방법이라고 생각하겠지만 이는 좋은방법은 아닙니다. 빨리 처리해야하는 프로세스가 있기 때문입니다.(= 프로세스마다 우선순위가 다르기 때문) 예를 들어 입출력 작업이 많은 프로세스(=입출력 집중 프로세스)의 우선순위는 CPU 작업이 많은 프로세스(=CPU 집중 프로세스) 의 우선순위보다 높습니다. 입출력 작업은 실행상태보다 대기상태에 더 많이 머무르기 때문에 실행을 빨리 끝내고(대기상태에 ..

[운영체제] 프로세스와 스레드

01. 프로세스 프로그램은 실행되기전까지는 보조기억장치에 있는 데이터 덩어리일 뿐이지만 메모리에 적재하고 실행하는 순간에 프로세스가 됩니다. 프로세스는 크게 사용자가 볼 수 있는 공간에서 실행되는 프로세스인 포그라운드 프로세스와 사용자가 볼 수 없는 공간에서 실행되는 프로세스인 백그라운드 프로세스가 있습니다. - 포그라운드 프로세스 -사용자가 볼 수 있는 공간에서 실행되는 프로세스 (웹브라우저, 메모장, 게임, 워드프로세서) -백그라운드 프로세스 -사용자가 볼 수 없는 공간에서 실행되는 프로세스 -사용자와 직접 상호작용이 가능한 백그라운드 프로세스 -사용자와 상호작용하지 않고 그저 정해진 일만 수행하는 프로세스가 있음 (데몬(daemon) || 서비스라고 부름) 운영체제는 어떤 방식으로 프로세스를 관리할..

[운영체제] 운영체제 기초

운영체제에 들어가기에 앞서 모든 프로그램은 실행을 위해 자원을 필요로 합니다. 시스템 자원 즉, 자원(resource)는 프로그램 실행에 마땅히 필요한 요소들입니다. 자원의 종류에는 컴퓨터의 네가지 핵심 부품인 CPU,메모리, 보조기억장치, 입출력장치 등이 있습니다. 01. 운영체제란? 운영체제는 실행할 프로그램에 필요한 자원을 할당하고 프로그램이 올바르게 실행되도록 돕는 특별한 프로그램입니다. 운영체제 역시 프로그램이므로 메모리 영역에 적재되는데, 커널영역에 적재됩니다. 메모리 내부에 커널영역이라고하는 특별한 영역에 적재되어 실행됩니다. 메모리는 크게 커널영역과 사용자 영역으로 나뉠 수 있습니다. 메모리 영역에서 커널 영역을 제외한 나머지 영역을 사용자 영역이라고 하는데 이 사용자 영역은 사용자가 이용..

[컴퓨터구조]입출력장치 [I/O device]

I/O device 즉, 입출력장치는 컴퓨터 외부에서 연결되어 컴퓨터 내부와 연결됩니다. I/O device는 CPU(주기억장치), 메모리보다 다루기가 더 까다롭습니다. 그 이유는 우선, 입출력장치들은 종류가 많아 데이터 전송 형식이나 속도 등도 다양합니다. 따라서 다양한 입출력 장치와 정보를 주고 받는 방식을 규격화하기가 어렵고, CPU에 비해 I/O device 의 데이터 전송률은 낮기 때문에 I/O device는 컴퓨터에 직접 연결되지 않고 '장치 컨트롤러'라는 하드웨어를 통해 연결됩니다. 01. 장치 컨트롤러 I/O device는 '장치 컨트롤러'라는 하드웨어를 통해 연결됩니다. 여기서, 장치 컨트롤러의 역할은 다음과 같습니다.CPU와 I/O device간의 통신을 중개 -> 일종의 번역가 역할을..

[컴퓨터구조]CPU의 성능향상기법

01. 클럭 (Clock) 클럭이란 CPU의 속도를 나타내는 단위입니다. Hz(헤르츠)로 나타내며, CPU의 성능을 높이는 방법의 한 예로 클럭을 올리는 방법이 있습니다. 컴퓨터 부품들은 클럭 신호에 맞춰 움직이고 CPU는 명령어 사이클에 맞춰 명령어들을 실행합니다. 결과로 클럭 속도가 높을수록 CPU의 명령어 사이클이 빨라지고 부품들이 더 빨리 움직이게 됩니다. 클럭 속도는 일정하지 않고 상황에 맞게 유연하게 속도가 조절됩니다. 필요 이상으로 클럭을 높여 오버클럭킹(최대 클럭 속도를 강제로 더 끌어올림)하게 되면 발열이 심해집니다. 클럭 속도를 올리는 방법 외에 코어의 수를 늘리거나 스레드 수를 늘리는 등의 CPU 성능 향상 기법이 있습니다. 02.코어 (Core) 코어란 현대적인 관점에서 'CPU'라..

[컴퓨터구조] CPU의 작동원리

컴퓨터의 뇌라고 할 수 있는 CPU (중앙처리장치 : Central Processing Unit)는 주 기억장치인 메모리에서 명령어를 읽어 들이고 이를 해석하여 수행하는 작업을 맡는다. CPU의 주요 구성 요소로는 산술 및 논리 연산을 수행하는 ALU(Arithmetic Logic), 명령어의 순서와 수행을 제어하는 제어 유닛, 그리고 중간 결과와 작업 상태를 저장하는 레지스터가 있다. ALU와 제어장치 ALU는 다양한 산술 및 논리 연산을 처리합니다. 레지스터를 통해 입력받은 피연산자와 제어 유닛으로부터 받은 명령에 따라 ALU는 연산을 수행하며, 그 결과는 다시 레지스터에 저장되어 필요에 따라 메모리에 전송됩니다.( 이렇게 레지스터를 활용하는 이유는 레지스터는 CPU에 내장되어 있기 때문에 CPU밖에..

[컴퓨터구조] 소스 코드와 명령어

01. 고급언어와 저급언어 우리가 작성한 소스코드는 어떻게 명령어로 변환될까요? 언어에는 고급언어와 저급언어가 있습니다. 흔히 JAVA / Python / C++ 언어 같은 언어는 개발자가 읽고 쓰기 편하게 만들어진 언어로 고급언어에 해당되고 이 고급언어는 컴퓨터 내부에서 그대로 실행되지 않고 저급언어 즉, 명령어로 변화되어 실행됩니다. 정리해보면 [고급언어] 대부분의 프로그래밍 언어. 개발자가 이해하기 쉽게 만든 언어 - 컴퓨터가 이해할 수 없다. (e.g. C++, Python, JAVA) [저급언어] 컴퓨터가 이해하고 실행하는 언어 , 명령어로 이루어져 있다. 저급언어는 또 다시 기계어와 어셈블리어로 나뉩니다. 기계어는 0과 1로 이루어진 명령어로 구성된 저급언어로 가끔 16진수로도 표현되기도 합니..

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