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교착상태 (Deadlock) 교착상태( Deadlock ) 이란?두 개 이상의 프로세스 혹은 쓰레드들이 자원을 점유한 상태에서 서로 다른 프로세스가 점유하고 있는 자원을 요구하며 무한정 기다리는 상황교착상태(Deadlock)이 발생하는 4가지 조건상호배제 (Mutual Exclusion)한 자원에 여러 프로세스가 동시 접근 불가매 순간 하나의 프로세스만이 자원을 사용할 수 있다 점유 대기 (Hold and Wait)하나의 자원을 소유한 상태에서(hold) 다른 프로세스가 사용하고 있는 자원을 기다림(wait)비선점 (No Preemption)프로세스가 어떤 자원의 사용을 끝낼 때까지 프로세스의 자원을 뺏을 수 없음자원 반환(release)은 오직 그 리소스를 가진 프로세스만 할 수 있다. 순환 대기 (Circular Wait)프로세.. 공감수 3 댓글수 0 2025. 2. 10.
경쟁 상태, 임계 영역, 스핀락, 뮤텍스, 세마포어 공유 자원시스템 안에서 각 프로세스, 스레드가 함께 접근할 수 있는 모니터, 프린터, 메모리, 파일, 데이터 등의 자원이나 변수를 의미경쟁 상태 (race condition)이 때 2개 이상의 프로세스/스레드가 공유 자원에 접근하려는 상황을 경쟁 상태 (race condition)이라고 한다.동시에 접근을 시도할 때 접근의 타이밍이나 순서 등이 결과값에 영향을 줄 수 있는 상황이것을 막기 위해서는 동기화(synchronize)가 되어야 한다.경쟁 상태(race condition)는 언제 발생할까?커널 수행 중 인터럽트 발생커널 모드에서 실행 중인 프로세스가 공유 변수에 접근하는 도중 인터럽트가 발생하면, 인터럽트 처리 루틴 또한 해당 공유 변수에 접근이 가능하다.이 때 두 접근이 순서대로 실행되지 않고 .. 공감수 0 댓글수 0 2025. 2. 7.
TLB (Translation Lookaside Buffer) 메모리 관리 - 가상 메모리 페이지에도 TLB에 대해 작성했다. TLB (Translation Lookaside Buffer) 란?메모리와 CPU 사이에 있는 주소 변환을 위한 캐시 즉 MMU가 자주 참조하는 페이지 테이블의 일부를 캐시하는 작은 메모리 TLB를 통해 페이지 테이블의 접근 횟수를 줄여 메모리 접근 속도를 향상시킴 TLB hitTLB가 있으면 Page Table 거쳐갈 필요 없이 가상 주소를 실제 주소로 변환 TLB missTLB가 없으면 Memory에 있는 Page Table에서 가상 주소에 해당하는 정보를 가져와서 실제 주소로 변환TLB가 나오게 된 배경Paging 기법은 Paging Table을 기반으로 실제 메모리에 접근하기 때문에 메모리 낭비가 발생하고, 느리다.이를 좀 더 빠르.. 공감수 1 댓글수 1 2025. 2. 6.
요구 페이징, 페이지 교체 요구 페이징이란?프로그램 실행 시작 시 프로그램 전체를 물리 메모리에 적재하는 대신, 초기에 필요한 페이지만 메모리에 적재하는 방식. 특정 페이지에 대해 cpu의 요청이 들어온 후 해당 페이지를 메모리에 적재.당장 실행에 필요한 페이지만을 메모리에 적재하기 때문에 메모리 사용량이 감소프로세스 전체를 메모리에 적재하는 입출력 오버헤드도 감소 요구 페이징 기법에서는 유효/무효 비트 (valid/ invalid bit)를 두어 각 페이지가 메모리에 존재하는지 표시 valid : 페이지가 메모리에 있는 상태invalid : 페이지가 스왑 공간에 있는 상태페이지 폴트 과정 & 스와핑 과정아래 글 참고https://leah-only.tistory.com/8 메모리 관리 - 가상 메모리(Virtual Memory)O.. 공감수 0 댓글수 0 2025. 2. 6.
메모리 할당 - 페이징(Paging) & Paged Segmentation 페이징이란?프로세스가 할당받은 메모리 공간을 일정한 크기의 페이지(page) 단위로 나누고, 물리 메모리는 동일한 크기의 프레임(frame) 단위로 분리하여 관리하는 메모리 관리 기법이를 통해 프로세스의 페이지들은 물리 메모리에서 불연속적으로 저장페이징(Paging)이 나오게 된 이유외부 단편화 문제점을 해결하기 위해 등장그러나 내부 단편화가 발생할 수 있음 (연속 할당 방식 보다는 적게 발생)페이징 장점1. 외부 단편화 문제 해결- 연속된 메모리 공간이 필요 없으므로- 프로세스의 논리적 주소 공간과 물리적 메모리가 같은 크기의 페이지로 나눠지기 때문에 외부 단편화 발생 X 2. 불연속적인 메모리 요청 등에 유연하게 처리 가능 3. 단순성여유 공간(free-space) 관리가 쉬움- 메모리를 고정된 .. 공감수 1 댓글수 0 2025. 2. 3.
메모리 할당 메모리 할당이란?프로그램이 실행될 때 필요한 메모리 공간을 할당하는 것을 의미 할당 방식연속 할당불연속 할당연속 할당 방식연속적으로(순차적으로) 메모리 공간을 할당하는 방식프로세스에게 할당되는 메모리 공간이 연속된 주소 공간으로 할당되는 방식즉, 하나의 프로세스가 할당받은 메모리 블록은 메모리 공간에서 끊임없이 이어져 있음고정 분할 방식미리 정해진 고정된 길이의 메모리로 분리하고 프로세스를 해당 파트에 할당하는 방식장점 : 간단하고 구현이 쉽다단점 : 고정된 길이의 파트 내에 프로세스가 들어가므로, 여백이 생길 수 있음 (내부 단편화)가변 분할 방식메모리를 프로세스 크기에 맞춰 동적을로 메모리를 나눠 할당하는 방식장점 : 메모리 공간을 효율적으로 사용할 수 있다단점 : 가변적인 길이 할당에 의해 일부분이.. 공감수 0 댓글수 0 2025. 1. 23.
메모리 관리 - 가상 메모리(Virtual Memory) OS가 메모리를 관리해야 하는 이유각 프로세스는 자신만의 독립된 메모리 공간을 가지고, 다른 프로세스의 메모리 공간에 접근이 불가오직 운영체제만 운영체제 메모리 영역과 사용자 메모리 영역의 접근에 영향을 받지 않음→ 운영체제만 메모리를 관리할 수 있기 때문에 적절한 관리가 필요함 메모리 관리를 위한 전략가상 메모리 (Swapping, 페이징, 세그멘테이션)메모리 할당 (고정 분할 / 가변 분할)단편화 해결 (압축 / 메모리 재배치)가상 메모리 (Virtual Memory)란?실제 물리 메모리보다 더 큰 가상의 메모리 공간을 프로그램에게 제공하는 것가상 메모리의 목적 : 물리적 메모리의 제한을 극복하고, 더 많은 프로그램을 동시에 실행하기 위해 가상의 주소 공간을 제공작동 원리 : 프로그램이 필요한 부분만.. 공감수 0 댓글수 0 2025. 1. 22.
CPU 스케줄링 스케줄링이란?여러 프로세스가 있고, 이 프로세스들이 자원(CPU 등)을 동시에 요구하는데 제한된 자원들을 어떻게 (순서 할당 등) 나눠줄 것인가에 대한 정책CPU 스케줄링이란?CPU 하나는 동시에 여러 개의 프로세스를 처리할 수 없기 때문에, 한 번에 하나의 프로세스에 CPU를 할당할지 결정하는 작업즉, 레디 큐(Ready Queue)에 있는 프로세스 중, CPU를 할당할 프로세스를 선택하는 알고리즘 CPU 스케줄링은 언제 발생하는가? 실행상태에서 대기상태로 전환될 때 (ex: 입출력 요청) - Non preemptive (비선점)실행상태에서 준비상태로 전환될 때 (ex: 인터럽트 발생) - preemptive (선점)대기상태에서 준비상태로 전환될 때 (ex: 입출력 완료)종료될 때 (Terminated.. 공감수 0 댓글수 0 2025. 1. 21.
스레드와 멀티스레드 스레드란?프로세스의 실행 가능한 가장 작은 단위 프로세스 내에서 독립적으로 실행되는 실행 단위 스레드 특징프로세스 내에서 각각 stack만 따로 할당받고 code, data, heap 영역은 공유각각의 스레드는 별도의 레지스터와 스택을 갖고 있지만, 힙 메모리는 서로 읽고 쓸 수 있음 스레드 장점사용자 응답성 향상일부 스레드의 처리가 지연되어도, 다른 스레드 작업을 계속 처리 가능프로세스 간의 context switching에 비해 스레드 간의 context switching이 더 빠르기 때문에 시스템의 전체적인 응답 시간을 단축자원 공유자원을 공유해서 효율성 증가 커널 개입 최소화 : 프로세스 간 통신보다 간단하기 때문에 커널의 개입이 적어 오버헤드 줄일 수 있음경제성프로세스 생성, context sw.. 공감수 0 댓글수 0 2025. 1. 16.
멀티프로세스 멀티프로세스란?2개 이상의 프로세스가 동시에 실행되는 것동시성 (concurrency)병렬성 (parallelism)Single coreMulti coreCPU 코어가 1개일 때, 여러 프로세스를 짧은 시간동안 번갈아가면서 연산을 하는 시분할 시스템으로 실행되는 것CPU 코어가 여러개일 때, 각각의 코어가 각각의 프로세스를 연산함으로써 프로세스가 동시에 실행되는 것동시에 실행되는 것 같아 보인다. 실제로 동시에 여러 작업이 처리된다. IPC (Inter Process Communication)멀티프로세스는 IPC가 가능IPC란 프로세스끼리 데이터를 주고받고 공유 데이터를 관리하는 메커니즘. IPC 예시: 클라이언트와 서버. 클라이언트는 데이터를 요청하고 서번는 클라이언트의 요청에 응답하는 것 공유 메.. 공감수 1 댓글수 0 2025. 1. 16.
프로세스 프로세스(Process)란? 실행파일(프로그램)이 메모리에 적재되어 CPU 자원을 할당 받아 실행되는 것. 프로그램(Program)실행 가능한 파일 형태로 디스크와 같은 보조 기억 장치에 저장되어 있는 명령어와 데이터의 집합.프로그램의 명령어와 정적 데이터가 메모리에 적재되면 프로세스가 된다. 프로세스 특징○ 각각 독립된 메모리 영역(code, data, stack, heap 영역)을 할당받음.→ 이는 프로세스 간의 간섭을 방지하고 안정적인 시스템 운영을 보장Code 영역(정적)실행한 프로그램의 코드가 저장되는 메모리 영역Data 영역(정적)프로그램의 전역 변수, static 변수가 저장되는 메모리 영역Heap 영역(동적)프로그래머가 직접 공간은 할당(malloc)/해제(free)하는 메모리 영역Stac.. 공감수 1 댓글수 0 2025. 1. 15.
메모리(Memory) 메모리 계층레지스터 (Register)CPU 내부에 위치한 매우 빠른 메모리.CPU가 요청을 처리하는 데 필요한 데이터(명령어, 값)을 일시적으로 저장하는 기억장치.CPU가 데이터를 처리하는 과정에서 중간 결과를 저장하고, 연산을 수행하는 데 필요한 정보를 제공하는 중요한 역할.캐시 (Cache)메인 메모리와 CPU 사이의 속도 차이 개선 해주는 메모리. (L1, L2 캐시)메인 메모리의 일부 데이터를 미리 복사해 놓은 임시 저장소로, 캐시는 메인 메모리보다 작기 때문에 자주 사용될 것으로 예상하는 데이터를 미리 저장하는 것이 중요. CPU 적중률을 높이기 위해 어떤 원리를 사용하는가?캐시에 있는 데이터를 사용하는 것을 "캐시 히트"라고 하며 이러한 적중률을 높이기 위해 "참조 지역성"의 원리를 사용... 공감수 0 댓글수 0 2025. 1. 14.
컴퓨터의 요소 컴퓨터는 CPU, DMA 컨트롤러, 메모리, 타이머, 디바이스 컨트롤러 등으로 이루어져 있다. CPU (Central Processing Unit)산술논리연산장치, 제어장치, 레지스터로 구성되어있는 컴퓨터 장치 인터럽트에 의해 단순히 메모리에 존재하는 명령어를 해석해서 실행커널이 프로그램을 메모리에 올려 프로세스 생성 → CPU가 이를 처리 제어장치(CU, Control Unit)프로세스 조작을 제어하는 Unit1. 입출력 장치 간 통신 제어2. 명령어 읽고 해석3. 데이터 처리를 위한 순서를 결정 레지스터CPU 안에 있는 매우 빠른 임시기억장치CPU와 직접 연결되어있어 연산속도가 메모리보다 빠름 산술논리연산장치(ALU, Arithmetic Logic Unit)산술연산(덧셈, 뺄셈), 논리연산(배타적 .. 공감수 0 댓글수 0 2025. 1. 10.
운영체제 운영체제란(OS, Operating System)사용자가 컴퓨터를 편리하고 효과적으로 사용할 수 있도록 환경을 제공하는 시스템 소프트웨어시스템 자원(메모리, 프로세서 등)과 프로세스를 관리응용 프로그램과 하드웨어 사이를 중재하는 소프트웨어운영체제의 역할 1. CPU 스케줄링과 프로세스 관리 CPU 소유권을 어떤 프로세스에 할당할지, 프로세스의 생성과 삭제, 자원 할당 및 반환을 관리 2. 메모리 관리한정된 메모리를 어떤 프로세스에 얼만큼 할당해야 하는지 관리 3. 디스크 파일 관리디크스 파일을 어떠한 방법으로 보관할지 관리 4. I/O 디바이스 관리 I/O 디바이스(마우스, 키보드)와 컴퓨터 간에 데이터를 주고받는 것을 관리 운영체제 구조 유저 프로그램GUI시스템콜커널드라이버하드웨어(빨간색 -> 운영체.. 공감수 0 댓글수 0 2025. 1. 10.

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