📝 Computer Science/✏ OS

동기와 비동기 & Blocking과 Non-Blocking

동기와 비동기 & Blocking과 Non-Blocking 1. 동기(Synchronous)와 비동기(Asynchronous) 함수를 실행시킴과 동시에 반환 값이 기대되는 경우는 동기라 표현하고 그렇지 않은 경우는 비동기라고 표현한다. 동기: 실행되었을 때 값이 반환되기 전까지는 Blocking 상태이다. 비동기: Blocking 되지 않고 이벤트 큐에 넣거나 백그라운드 스레드에게 해당 task를 위임하고 다음 코드를 실행하므로 기대되는 값이 바로 반환되지 않는다. 2. Blocking과 Non-Blocking 간단히 말해서 호출된 함수가 호출한 함수에게 제어권을 건네주는 유무의 차이라고 볼 수 있다. 1) Blocking I/O 프로세스(스레드)가 커널에게 입출력 작업을 요청하는 recvfrom() 함..

프로세스 동기화

프로세스 동기화 1. 스레드 세이프(Thread Safe) 멀티 스레드 프로그래밍에서 일반적으로 어떤 함수나 변수, 혹은 객체가 여러 스레드로부터 동시에 접근이 이루어져도 프로그램의 실행에 문제가 없음을 뜻한다. 보다 엄밀하게는 하나의 함수가 한 스레드로부터 호출되어 실행 중일 때, 다른 스레드가 그 함수를 호출하여 동시에 함께 실행되더라도 각 스레드에서의 함수의 수행 결과가 올바로 나오는 것으로 정의한다. 2. 임계 영역(Critical Section) 임계 영역이란 동일한 자원(공유 자원)을 동시에 접근하는 작업(공유 변수 사용, 동일 파일 사용 등)을 실행하는 코드 영역이다. 이러한 임계 영역 문제를 해결하기 위해서는 3가지 조건을 만족해야 한다. 상호 배제(Mutual Exclusion): 한 프..

프로세스 스케줄러

1. 스케줄링(Scheduling) 프로세스가 생성되어 실행될 때 필요한 시스템의 여러 자원을 해당 프로세스에게 할당하는 작업이다. 1) 장기(작업) 스케줄링 메모리와 디스크 사이의 스케줄링을 담당한다. 많은 프로세스가 한꺼번에 메모리에 올라올 경우 디스크에 임시로 저장되는데 저장된 프로세스 중 어떤 프로세스를 메모리에 할당하여 준비 큐로 보낼지 결정한다. 2) 중기 스케줄링 현 시스템에서 메모리에 너무 많은 프로그램이 동시에 올라가는 것을 조절한다 3) 단기(프로세서) 스케줄링 CPU와 메모리 사이의 스케줄링과 문맥 교환을 담당한다. 준비 큐에 존재하는 프로세스 중 어떤 프로세스를 실행시킬지 결정한다. 4) 스케줄링 큐(Queue) 작업(Job) 큐: 현재 시스템 내에 있는 모든 프로세스들의 집합이다...

프로세스 주소 공간과 기억 클래스

1. 프로세스 주소 공간 프로그램이 CPU에서 명령을 수행하려면 수행하려는 주소 영역이 메모리에 올라가 있어야 하는데 이 주소 영역은 크게 스택, 힙, 데이터, 코드 영역으로 구분된다. 스택: 함수의 매개변수, 복귀 주소와 지역 변수 같은 임시 자료를 저장하는 부분 힙: 프로그램 실행 중에 동적으로 할당되는 변수를 저장하는 부분 데이터: 전역 변수, 정적 변수 등 프로그램이 사용하는 데이터를 저장하는 부분 코드: 작성한 프로그램 함수들의 코드가 기계어 명령으로 변환되어 저장된 부분 2. 기억 클래스(Storage Class) 변수 선언 시 메모리 내에 변수 값을 저장하기 위한 기억 영역이 할당되는데 할당되는 기억 영역에 따라 사용 범위에 제한이 있다. 이러한 기억 영역을 결정하는 작업을 기억 클래스라 한..

프로세스와 스레드

1. 프로세스(Process) 실행 중인 프로그램으로 디스크로부터 메인 메모리에 적재되어 CPU의 할당을 받을 수 있는 것이다. 운영체제로부터 주소 공간, 파일, 메모리 등을 할당받으며 이것들을 총칭하여 프로세스라고 한다. 1) 프로세스 제어 블록(Process Control Block, PCB) 특정 프로세스에 대한 중요한 정보(metadata)를 저장하고 있는 운영체제의 자료구조이다. 연결 리스트를 이용해 메인 메모리에서 관리되며 프로세스 생성과 동시에 고유한 PCB가 생성되고 프로세스 완료 시 제거된다. CPU 할당 후 작업을 하다가 프로세스 전환(문맥 교환)이 발생하면, PCB에 진행하던 작업을 모두 저장하고 CPU를 반환한다. 다시 CPU를 할당받게 되면, PCB에 저장된 내용을 불러와 종료됐던..

컴퓨터 시스템의 구성

컴퓨터 시스템은 데이터를 처리하는 물리적 기계 장치인 하드웨어와 특별한 작업을 지시하려고 명령어로 작성한 프로그램인 소프트웨어로 구성되어 있다. 하드웨어 프로세서, 메모리, 버스 등 다양한 주변 장치로 구성되어 있다. 1. 프로세서(CPU) 운영체제와 가장 밀접한 하드웨어로 컴퓨터 각 부분의 동작을 제어하고 연산을 수행한다. 1) 동작 과정 주 기억장치는 입력장치에서 입력받은 데이터 또는 보조기억장치에 저장된 프로그램 읽어온다. CPU는 프로그램을 실행하기 위해 주 기억장치에 저장된 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 결과를 다시 주 기억장치에 저장한다. 주 기억장치는 처리 결과를 보조기억장치에 저장하거나 출력장치로 보낸다. 제어장치는 1~3 과정에서 명령어가 순서대로 실행되도록 각 장치를 제어한..