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ComputerScience 📚/운영체제23

[OS] 메인 메모리(4) - 페이지 테이블의 구조(Structure of the Page Table) 서론 이전 게시글에서는 TLB(translation look-aside buffer)가 포함된 페이징 시스템에서 논리 주소를 물리 주소로 변환하는 방법에 대해 정리했었습니다. 이번 게시글에서는 페이지 테이블을 구성하는 가장 일반적인 방법인 아래 세 가지 방법에 대해 한번 살펴보겠습니다. 계층적 페이지 해시 페이지 테이블 역 페이지 테이블 이 장의 목표 1. 논리 주소와 물리 주소의 차이점과 주소를 변환할 때 MMU(메모리 관리 장치)의 역할을 정리해 본다.(이전 게시글) 2. 메모리를 연속적으로 할당하기 위해 최초, 최적, 및 최악 접합 전략을 적용해 본다.(이전 게시글) 3. 단편화에 대해 알아보고 단편화의 두 가지 종류 내부 및 외부 단편화의 차이점을 정리해 본다. (이전 게시글) 4. 외부 단편화 .. 2022. 4. 3.

[OS] 메인 메모리(3) - TLB(translation look-aside buffers) 서론 이전 게시글에서 페이징 기법에 대해 알아보았습니다. 메인 메모리에 페이지 테이블을 저장하면 문맥 교환 속도가 빨라지지만 페이지 테이블을 확인하기 위해 메모리 액세스를 함으로써 시간이 더 느려질 수도 있습니다. 메모리 i에 액세스 하려고 한다고 가정해봅시다. 먼저 페이지 번호를 기준으로 페이지 테이블 기준 레지스터(PTBR) 오프셋의 값을 사용하여 페이지 테이블의 항목을 찾습니다. 이 작업에는 한 번의 메모리 액세스가 필요합니다. 이렇게 얻은 프레임 번호와 페이지 오프셋을 결합하여 실제 주소를 생성합니다. 그런 다음 메모리에서 원하는 위치에 액세스 할 수 있습니다. 이 기법을 사용하면 데이터에 액세스 하려면 두 번의 메모리 액세스가 필요합니다(한 번은 페이지 테이블 항목과 한 번은 실제 데이터). 따.. 2022. 3. 28.

[OS] 메인 메모리(2) - 페이징 기법 서론 지금까지 논의된 메모리 관리는 프로세스의 물리 공간이 연속적이어야 했습니다. 이제 프로세스의 물리 주소 공간이 연속되지 않아도 되는 메모리 관리 기법인 페이징에 대해 정리해 보겠습니다. 페이징은 외부 단편화 문제를 해결해 주기 때문에 대형 서버용 시스템에서 모바일 장치용 시스템에 이르기까지 대부분의 운영체제에서 다양한 형태의 페이징이 사용됩니다. 페이징은 운영체제와 컴퓨터 하드웨어 간의 협력을 통해 구현됩니다. 이 장의 목표 1. 논리 주소와 물리 주소의 차이점과 주소를 변환할 때 MMU(메모리 관리 장치)의 역할을 정리해 본다.(이전 게시글) 2. 메모리를 연속적으로 할당하기 위해 최초, 최적, 및 최악 접합 전략을 적용해 본다.(이전 게시글) 3. 단편화에 대해 알아보고 단편화의 두 가지 종류 .. 2022. 3. 20.

[OS] 메인 메모리(1) - 물리, 논리주소 및 연속 메모리 할당 배경 메인 메모리는 현대 컴퓨터 시스템의 운영에 중심적인 역할을 합니다. 메모리는 각각 주소가 할당된 일련의 바이트들로 구성됩니다. CPU는 PC(program counter)가 지시하는 대로 메모리로부터 다음 수행할 명령어를 가져오는데 그 명령어는 필요한 경우 추가적인 데이터를 더 가져올 수 있으며 반대로 데이터를 메모리로 내보낼 수도 있습니다. 이번 게시글에서는 메모리를 관리하는 다양한 방법에 관해 정리해 보겠습니다. 이 장의 목표 1. 논리 주소와 물리 주소의 차이점과 주소를 변환할 때 MMU(메모리 관리 장치)의 역할을 정리해 본다. (현재 게시글) 2. 메모리를 연속적으로 할당하기 위해 최초, 최적, 및 최악 접합 전략을 적용해 본다. (현재 게시글) 3. 단편화에 대해 알아보고 단편화의 두 가.. 2022. 3. 20.

[OS] 교착 상태(Deadlocks) 서론 한 스레드가 자원을 요청했을 때, 그 시각에 그 자원을 이용할 수 없는 사황이 발생할 수 있고, 그때는 스레드가 대기 상태로 들어갑니다. 이처럼 대기 중인 스레드들이(그들이 요청한 자원들이 다른 스레드들에 의해서 점유되어 있고 그들도 다 대기 상태에 있기 때문에) 결코 다시는 그 상태를 변경시킬 수 없으면 이런 상황을 교착 상태라 부릅니다. [OS] 식사하는 철학자들 문제(The Dining-Philosophers Problem) 식사하는 철학자들 문제(_The Dining-Philosophers Problem) 생각하고 먹으면서 그들의 생애를 보내는 5명의 철학자를 고려해 봅시다. 철학자들은 원형 테이블을 공유하며, 이 테이블은 각각 한 철학자에 dkswnkk.tistory.com 위 게시글의 식.. 2022. 3. 10.

[OS] 식사하는 철학자들 문제(The Dining-Philosophers Problem) 식사하는 철학자들 문제(_The Dining-Philosophers Problem) 생각하고 먹으면서 그들의 생애를 보내는 5명의 철학자를 고려해 봅시다. 철학자들은 원형 테이블을 공유하며, 이 테이블은 각각 한 철학자에 속하는 5개의 의자로 둘러싸여 있습니다. 테이블 중앙에는 한 사발의 밥이 있고, 아래의 그림과 같이 테이블에는 다섯 개의 젓가락이 놓여 있습니다. 철학자가 생각을 할 때는 다른 동료들과 상호 작용을 하지 않습니다. 때때로 철학자들은 배가 고파지는데 그럴 때에는 자신에게 가장 가까이 있는 두 개의 젓가락(왼쪽 젓가락을 먼저 집습니다)을 집으려고 시도합니다. 철학자는 한 번에 한 개의 젓가락만 집을 수도 있으며, 이미 옆 사람의 손에 들어간 젓가락을 집을 수는 없습니다. 배고픈 철학자가 동.. 2022. 3. 2.

[OS] 프로세스 동기화(Process Synchronization) 서론 협력적 프로세스는 시스템 내에서 실행 중인 다른 프로세스의 실행에 영향을 주거나 영향을 받는 프로세스입니다. 협력적 프로세스는 논리 주소 공간(즉, 코드 및 데이터)을 직접 공유하거나 공유 메모리 또는 메시지 전달을 통해서만 데이터를 공유할 수 있습니다. 그러나 공유 데이터를 동시에 접근하면 데이터의 일관성을 망칠 수 있습니다. 이번 글에서는 논리 주소 공간을 공유하는 협력적 프로세스의 협력적 프로세스의 질서 있는 실행을 보장하여, 이를 통해 데이터의 일관성을 유지하는 다양한 메커니즘을 알아보겠습니다. 먼저 위와 같은 예를 살펴봅시다. 공유 자원인 전역 변수 예금 10만 원이 있다고 가정합시다. 프로세스 P1은 예금 10만 원을 확인한 상황에서 프로세스 P2가 예금 5만 원을 입금하여 총 15만 원.. 2022. 2. 24.

[OS] CPU 스케줄링(CPU Scheduling) CPU 스케줄링(CPU Scheduling) CPU 스케줄링은 다중 프로그램 운영체제의 기본입니다. 운영체제는 CPU를 프로세스 간에 교환함으로써, 컴퓨터를 보다 생산적으로 만듭니다. 이번에는 기본적인 스케줄링 개념을 소개하고 정리해보겠습니다. 코어가 하나인 시스템에서는 한순간에 오직 하나의 프로세스만이 실행될 수 있습니다. 나머지 프로세스는 CPU의 코어가 가용 상태가 되어 다시 스케줄 될 수 있을 때까지 기다려야 합니다. 다중 프로그래밍의 목적은 CPU 이용률을 최대화하기 위해 항상 실행 중인 프로세스를 가지게 하는 데 있습니다. 다중 프로그래밍에 대한 기본 아이디어는 비교적 간단합니다. 하나의 프로세스는, 전형적인 어떤 I/O 요청이 완료되기를 기다려야만 할 때까지 실행됩니다. 이렇게 되면, 단순한.. 2022. 2. 20.

[OS] 스레드 풀(thread pool) 스레드 풀 [OS] 스레드와 병행성(Thread & Concurrency) 스레드와 병행성(Threads & Concurrency) 우리는 이전에 정리했다시피 프로세스 모델은 한 프로세스가 하나의 제어 스레드로 프로그램을 실행한다고 가정하였습니다. 그러나 거의 모든 현대 운영체제 dkswnkk.tistory.com 이전인 위 글에서 다중 스레드로 구성된 웹브라우저를 설명했습니다. 그러한 웹 서비스는 요청을 받을 때마다 그 요청을 위한 새로운 스레드를 만들어 줍니다. 새로운 스레드를 매 요청마다 만들어 주는 것은, 그때마다 새로운 프로세스를 만들어주는 것보다는 확실히 더 진보된 방법임은 틀림없지만, 다중 스레드 서버는 아직도 여러 문제를 가지고 있습니다. 첫 번째 문제는 서비스할 때마다 스레드를 생성하는 .. 2022. 2. 14.

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