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가상 메모리 관리를 위한 기법

도서 쉽게 배우는 운영체제와 강의 운영체제-반효경 를 보고 정리한 글입니다. 📌 가상 메모리란? 가상 메모리는 크기가 다른 물리 메모리에서 일관되게 프로세스를 실행할 수 있는 기술이다. 현대 메모리 관리의 가장 큰 특징은 물리 메모리의 크기와 프로세스가 올라갈 메모리의 위치를 신경쓰지 않고 프로그래밍 하도록 지원한다. 물리 메모리의 크기와 상관없이 프로세스에 커다란 메모리 공간을 제공하는 기술을 가상 메모리라고 한다. ❓ 이론적으로 가상 메모리는 무한대의 크기인데, 어떻게 가능한 것일까? 가상 메모리 시스템에서는 물리 메모리의 내용 중 일부를 하드디스크의 일부 공간인 스왑 영역으로 옮긴다. 스왑 영역은 메모리 관리자가 관리하는 하드디스크의 영역이다. 메모리에서 스왑 영역으로 보내는 것을 스왑 아웃이라 부..

물리 메모리 관리

도서 쉽게 배우는 운영체제와 강의 운영체제-반효경 를 보고 정리한 글입니다. 📌 메모리 관리자 모든 프로그램은 실행되기 위해 메모리로 올라와야 한다. 그리고 시분할 시스템에서는 여러 프로그램이 메모리에 올라와있기 때문에, 메모리를 적절하게 관리하는 것은 성능에 중요한 영향을 준다. 이러한 메모리 관리를, 메모리 관리자 (Memory Manage Unit, MMU) 라는 하드웨어가 담당한다. 가져오기 작업 메모리 관리자는 사용자가 요청하면 프로세스와 데이터를 모두 메모리로 가져온다. 메모리가 충분하지 않다면, 일부만 먼저 가져오고 나머지 메모리는 지속적으로 가져오는 경우도 있고 사용자의 요청이 없더라도 앞으로 필요할 것으로 예상되는 데이터를 미리 가져오기도 한다. 배치 작업 가져온 프로세스와 데이터를 메모..

교착 상태(DeadLock)

도서 쉽게 배우는 운영체제와 강의 운영체제-반효경 를 보고 정리한 글입니다. 📌 교착 상태란? 프로세스들이 서로가 가진 자원을 기다리며 대기중인 상태이다. CPU 스케줄링 파트에 나왔던 아사 현상과는 다른데, 아사 현상의 경우 특정 프로세스의 우선순위가 계속 밀려 장기간 CPU를 할당받지 못하는 것이고 교착상태는 여러 프로세스가 작업을 하다보니 서로의 자원을 할당받기 위해 무한정 대기하는 상태인 것이다. 교착 상태는 다음 4가지 조건을 💡 모두 만족했을 때, 발생한다. 1. 상호 배제 2. 비선점 3. 점유와 대기 4. 원형대기 상호 배제 프로세스가 사용하는 자원은 다른 프로세스와 공유할 수 없는 배타적인 자원이어야 한다. 즉, 자원이 임계구역으로서 보호되기 때문에 여러 프로세스가 동시에 자원을 사용할 ..

프로세스 동기화

도서 쉽게 배우는 운영체제와 강의 운영체제-반효경 를 보고 정리한 글입니다. 📌 Race Condition 2개 이상의 프로세스사 공유 자원을 읽거나 쓰는 상황을 Race Condition 이라고 한다. Race Condition이 발생하면 공유 자원 접근 순서에 따라 실행 결과가 달라질 수 있기 때문에 발생하지 않도록 해야한다. kernel 수행 중 인터럽트 발생 시 커널 모드로 count를 증가시키고 있던 와중에 인터럽트가 들어오면 인터럽트 처리 루틴으로 들어간다. 인터럽트 작업이 커널모드로 수행하던 count를 감소시키는 작업을 진행했다. 다시 커널모드로 돌아와서 작업을 수행할때에는, 인터럽트의 작업이 반영된 count가 아닌 이전에 진행중이었던 작업을 이어서 수행하기 때문에, 인터럽트가 했던 작업..

CPU 스케줄링

도서 쉽게 배우는 운영체제와 강의 운영체제-반효경 를 보고 정리한 글입니다. 스케줄링은 여러 프로세스의 상황을 고려하여 CPU와 시스템 자원을 어떻게 배정할지 결정하는 일을 말한다. 📌 스케줄링 수준 고수준 스케줄링 장기 스케줄링 이라고도 한다. 고수준 스케줄링은 시스템 내의 전체 작업 수를 조절하는 것을 말한다. 시스템 상황을 고려하여 어떤 작업을 승인할지, 거부할지를 결정하기 때문에 동시에 실행 가능한 프로세스의 총 개수가 정해진다. 저수준 스케줄링 어떤 프로세스에 CPU를 할당할지, 어떤 프로세스를 대기 상태로 보낼지 등을 결정한다. 주로, 프로세스의 상태를 관리하고 단기 스케줄링 이라고도 한다. 중간 수준 스케줄링 시스템에 동시에 실행 가능한 프로세스의 수를 고수준 스케줄링이 정한다면 중간 수준 ..

프로세스와 스레드

도서 쉽게 배우는 운영체제와 강의 운영체제-반효경 를 보고 정리한 글입니다. 📌 프로그램과 프로세스 프로그램은 저장장치에 저장되어있는 정적인 상태이다. 프로세스는 실행을 위해 프로그램이 메모리에 올라온 동적인 상태이다. 📌 프로세스의 5 가지 상태 프로세스를 일괄 작업으로 처리하면, 메모리에 하나의 프로세스만 올려놓고 사용하면 되지만 다른 프로세스는 하나의 프로세스가 종료될때까지 무한정 대기해야한다. 따라서, 시분할 작업 방식을 사용한다. 여러 프로세스에 CPU를 사용할 수 있는 시간을 분배하는 것이다. 프로세스가 바뀔때마다 문맥교환이라는 비용이 발생하지만, 일괄 작업 시 생기는 CPU의 낭비를 방지할 수 있다. 1. 생성 상태 프로세스가 메모리에 올라와 실행준비를 완료한 상태이다. 프로세스를 처리하기 ..

운영체제란?

도서 쉽게 배우는 운영체제와 강의 운영체제-반효경 를 보고 정리한 글입니다. 📌 운영체제란? 운영체제는 컴퓨터 하드웨어 바로 위에 설치되어, 사용자 및 다른 모든 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 소프트웨어이다. 💡 사용자에게 편리한 인터페이스 환경을 제공하고 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리하는 소프트웨어이다. 대표적인 예로 윈도우, Mac OS, Linux, Unix 등이 운영체제라고 할 수 있다. 운영체제가 없는 기계는 만들 당시에 구현한 기능 외에 다른 기능을 추가하거나 성능을 향상할 수 없다. 운영체제가 있는 기계는, 기능의 추가나 성능 변경이 가능한 프로그래밍이 가능한 기계이다. 전화기와 스마트폰을 비교해보면, 전화기는 만들어진 기능인 전화만 사용할 수 있고, 스마트폰은 새로운 프로그램을 ..