CS/OS

CPU 스케줄링은 Ready 상태의 프로세스 중 다음에 실행할 프로세스를 결정하는 정책을 의미한다.주요 개념Workload (작업 부하): 작업 설명의 집합. 예를 들어 도착 시간, 실행 시간 등이 포함된다.Scheduler (스케줄러): 언제 어떤 작업이 실행될지 결정하는 논리.Metric (평가 지표): 스케줄링 품질을 측정하는 기준. 평가 지표의 종류Turnaround Time: $ T_\text{complete} - T_\text{arrival} $Response Time: $ T_\text{firstrun} - T_\text{arrival} $Waiting Time: Ready 상태에서 실행되기까지 기다리는 시간.Throughput: 시간 단위당 완료되는 작업 수.Resource Utilizat..

시스템 콜(System Call)은 운영체제 커널이 제공하는 서비스를 사용자 프로그램이 요청할 수 있도록 하는 인터페이스이다.시스템 콜의 개념응용 프로그램이 I/O 작업을 수행하고자 할 때, 커널에게 Privileged Instruction을 수행해 달라고 요청한다.커널은 요청이 응용 프로그램에 의해 허용된 작업인지 검증한다.요청이 승인되면, 커널은 응용 프로그램을 대신하여 Privileged Instruction을 수행한다. 설계 아이디어프로세스는 시스템 콜이라는 특별한 명령어를 사용할 수 있다.프로세스가 이 명령어를 실행하면 유저 모드에서 커널 모드로 전환되며, 커널은 프로세스가 요청한 Privileged Instruction을 실행한다.예를 들어, C언어에서 ~printf()~ 명령어를 호출하면 내..

인터럽는 특정 이벤트 발생 시 현재 작업을 잠시 중단하고 해당 이벤트를 처리하도록 제어를 넘기는 메커니즘이다.타이머 인터럽트운영체제는 부팅과 함께 타이머 하드웨어를 초기화하고 작동을 시작한다.타이머는 운영체제가 설정한 시간 간격마다 주기적으로 인터럽트를 발생시킨다.주기적인 타이머 인터럽트를 통해 커널은 제어권을 주기적으로 가져오며,이를 통해 프로세스가 무한 루프에 빠졌을 경우 커널이 해당 프로세스를 종료할 수 있도록 한다.인터럽트 처리 CPU 코어에서 프로세스 실행 중에 인터럽트 발생현재 실행 중인 프로세스가 중단된다. 사용자 프로세스의 컨텍스트 저장 중단된 프로세스의 ~IP(Instruction Pointer)~, ~SP(Stack Pointer)~ 등 CPU 레지스터 값을 저장한다이 컨텍스트는 인터럽..

듀얼 모드는 응용 프로그램이 중요한 명령어를 직접 실행하지 못하도록 제한하기 위해 명령어 실행 권한을 두 단계로 나누는 것을 의미한다.Previleged Instructions컴퓨터의 명령어는 다양한 종류가 있으며, 각 명령어가 실행될 때 발생하는 결과도 서로 다르다.그중 일부 명령어는 컴퓨터에 치명적인 영향을 줄 수 있기 때문에 응용 프로그램이 임의로 실행하지 못하도록 제한되어야 한다.이러한 명령어들을 Privileged Instructions라고 하며, 응용 프로그램으로부터 이러한 명령어를 격리해야 한다.따라서, 운영 체제가 하드웨어의 모든 권한을 안전하게 관리할 수 있는 시스템이 필요하게 되었다.예시I/O 장치 조작 명령어메모리 관리 명령어CPU 제어 명령어(예: 인터럽트 처리)듀얼모드 - Dual..

프로세스는 보호의 기본 단위로서, 제한된 접근 권한을 가진 실행 중인 프로그램의 인스턴스이다.프로세스프로세스의 정의프로그램 실행의 인스턴스보호의 기본 단위프로세스는 고유한 ~프로세스 ID(PID)~로 식별됨.프로세스에 포함되는 요소CPU 컨텍스트: 레지스터에 저장된 값운영 체제 자원: 주소 공간, 열려 있는 파일기타 정보: PID, 상태, 소유자 등CPU의 가상화운영 체제는 각 프로세스가 마치 독립적으로 CPU를 소유하고 있는 것처럼 보이게 한다.실제로는 CPU가 프로세스들을 순차적으로 실행한다. 프로세스 실행 중단 조건프로세스가 종료되거나 ~yield()~를 호출하는 경우프로세스에 할당된 시간이 끝나 Timer Interrupt가 발생한 경우~read()~와 같은 I/O 호출로 OS에 제어가 넘어가는 ..

운영체제(OS)는 하드웨어를 응용 프로그램이 활용할 수 있는 유용한 형태로 변환하는 소프트웨어이다.운영체제의 역할하드웨어 사용을 위한 추상화(Abstraction) 설계응용 프로그램이 사용할 수 있는 API 정의보호 및 격리악의적이거나 결함 있는 응용 프로그램의 행위를 제한응용 프로그램 간의 격리자원 공유제한된 하드웨어 자원의 다중화추상화추상화는 복잡한 것을 이해하기 쉽게 만드는 과정 또는 결과로, 중요하지 않은 세부 사항을 무시하도록 돕는다.운영체제가 추상화하는 대상은 다음과 같이 다양하다:CPU 프로세서DRAM저장소이러한 하드웨어가 어떻게 작동하는지 사용자가 알지 못하더라도, 운영체제를 통해 이를 조작할 수 있다.보호 및 격리초기 운영체제에서는 커널과 응용 프로그램이 동일한 주소 공간에서 실행되었기 ..

메모리의 종류DRAM - Dynamic Random Access Memory빠르고 저렴하고 집적도가 높다.휘발성 - 전원이 꺼지면 데이터가 날아간다.ROM - Read Only Memory비휘발성 - 데이터를 영구적으로 저장할 수 있다읽기만 가능하고 쓰기는 불가능하다.EPROM DRAM과 ROM의 문제점을 해결했다.데이터를 지우기 위해서는 자외선을 이용해야 한다.EEPROM전기적으로 데이터를 지울 수 있다.집적도가 떨어져 고용량 메모리를 만들기에 부족하다.FLASH위에 나온 모든 문제를 해결하였다. 하드 디스크와 플래시 메모리 비교 하드 디스크는 기계적인 장치로 충격에 약하지만, 플래시 메모리는 충격에 강해 모바일 기기에 적합하다.  예전에는 노트북을 이동하다가 하드 디스크가 고장 나기도 했으나, 플래시..

하드 디스크하드 디스크는 용량이 크다. 따라서 데이터를 대량으로 저장하는 중요한 매체 중 하나이다.컴퓨터의 전원이 꺼져도 하드 디스크의 데이터는 유지된다.그러나 접근 속도가 느리며, 접근 시간은 수백 밀리세컨드 단위이다. 이러한 저장 장치들을 세컨더리 스토리지라고 한다.프라이머리 스토리지는 주로 메모리를 의미한다. CPU는 프라이머리 스토리지에서만 명령어나 데이터를 직접 접근할 수 있다. 세컨더리 스토리지는 CPU가 직접 접근할 수 없으며, 보통 섹터의 배열 형태로 추상화된다. 하드 디스크 구조와 작동 원리구조하드 디스크는 섹터의 배열로 구성되어 있다.각 섹터의 크기는 512B 또는 4KB이다.하드 디스크 내부에는 여러 장의 플래터가 쌓여 있다.플래터가 회전하면서 데이터를 자기적으로 저장한다.플래터는 여..

I/O 디바이스: 컴퓨터와 외부 세계 간의 데이터 입력과 출력을 담당하는 장치이다. 전형적인 I/O 디바이스디바이스 인터페이스I/O 디바이스한테 명령어를 보내고 I/O 디바이스로부터 데이터를 가져오는 CPU와 연결되어 있는 부분.레지스터: I/O 디바이스의 상태 및 데이터를 저장하는 장소.상태 (Status): 디바이스의 현재 상태를 나타냄.명령 (Command): 디바이스에 특정 작업을 수행하도록 지시하는 명령.데이터 (Data): 디바이스와 교환되는 실제 데이터. 디바이스 내부의 숨어있는 디테일디바이스의 기능을 수행하는 여러 요소가 디바이스 내부에 있으며, 이는 OS가 다룰 수 없다.마이크로컨트롤러: I/O 디바이스의 제어 및 동작을 담당하는 마이크로컨트롤러. 일종의 CPU이다.메모리: 디바이스의 작..