미운시

일괄처리 시스템

요구사항이 비슷한 여러 개의 작업을 모아서 한꺼번에 처리하는 방식으로 한 번에 하나의 프로그램만 실행

다중처리 시스템

CPU를 여러 개 두고 업무를 분담하여 처리

링커의 기능

목적프로그램과 라이브러리, 실행 프로그램 등을 연결하여 실행 가능한 로드 모듈을 만든다

시분할 시스템

시한성을 갖는 자료가 발생할 때마다 즉시 처리하여 결과를 출력하거나, 요구에 응답하는 방식

운영체제의 기능

자원의 스케줄링 기능을 제공 / 자원보호 기능을 제공 / 사용자와 시스템 간의 편리한 인터페이스 제공 / 사용자들 간에 데이터 공유

UNIX에서 사용자 인터페이스를 제공하며, 명령어 해석기라고도 일컬어지는 것은?

Shell

분산 시스템

네트워크상에 분산된 여러 컴퓨터로 작업을 처리하고 그 결과를 상호 교환하도록 구성한 것

커널이 하는 일

프로세스 관리 / 메모리 관리 / 파일 시스템 관리 / 입출력 관리 / 프로세스 간 통신 관리

운영체제의 목적

처리 능력 향상 / 반환 시간의 최소화 / 사용 가능도 증대 / 신뢰도 향상

Time Sharing System

CPU의 시간을 각 사용자에게 균등하게 분할하여 사용하는 체제로서 모든 컴퓨터 사용자에게 똑같은 서비스를 하는 것을 목표로 하고 있다. CPU의 전체 사용 시간을 작은 작업 시간량(time slice)으로 나누어서 그 시간량 동안만 번갈아 가면서 CPU를 할당하여 각 작업을 처리한다

Real-time processing system

비행기 제어, 교통 제어, 레이더 추적 등 정해진 시간에 반드시 수행되어야 하는 작업들이 존재할 때, 실시간으로 처리하는 방식

Batch processing system

모아서 처리

Distributed processing system

분산 처리

많은 원격 접근들은 캐싱이 사용될 때 지역 캐쉬에 의해서 효율적으로 처리될 수 있

다.

O

캐쉬-일관성 문제는 캐싱의 가장 큰 결점이다.

O (어떻게 처리할 지가 가장 큰 문제)

캐쉬-일관성 문제는 쓰기 접근 빈도가 많은 접근형태에서 캐싱이 우수하다.

x (쓰기 접근 빈도가 적을 수록 캐싱이 우수해 비슷하게 유지되기 때문)

스풀링

스풀 공간으로 보조기억장치의 일부를 사용하며, 소프트웨어적인 기법

스풀링은 여러 작업의 입출력과 계산을 동시에 수행할 수 있다.

O (입력 + 기법)

스풀링은 제한된 수의 입출력 장치 사용으로 인한 입출력 작업의 지연을 유도한다.

X (작업의 지연을 방지함)

스풀링은 저속의 입출력 장치에서 읽어온 자료를 우선 중간의 저장장치에 저장하는 방식이다.

O

프로세스

PCB를 갖고 있으며, 현재 실행 중 이거나 곧 실행 가능하며, CPU를 할당받을 수 있는 프로그램

프로그램 실행을 위해 메모리에 올라온 동적인 상태를 나타내는 것은?

프로세스

프로세스의 정의

PCB를 가진 프로그램 / 비동기적 행위를 일으키는 주체 / 프로세서가 할당하는 실체 / 활동 중인 프로시저(Procedure)

Request는 프로세스 상태의 종류에 해당한다.

X (프로세스의 상태에는 생성 / 준비 / 실행 / 대기 / 완료로 구성되어 있다.)

PCB에 수록된 것은 무엇일까?

프로세스의 현재 상태 / 프로세스 식별자 / 프로세스의 우선순위 / CPU 레지스터 정보

운영체제가 프로세스 관리를 위해 필요한 정보를 PCB에 수록한다.

O (PCB는 프로세스를 실행하는데 필요한 정보를 보관하는 자료구조이다)

프로세스가 생성될 때마다 해당 PCB가 생성되며, 프로세스가 소멸 되어도 PCB는 소멸되지 않는다.

X (프로세스가 생성될 때마다 해당 PCB[프로세스 제어 블록]가 생성되며 프로세스가 소멸되면 PCB도 소멸된다)

프로세스 + PCB

프로세스

프로세스 - PCB

프로그램

프로세스가 CPU를 점유하고 있는 상태(프로그램이 메모리에 올라와 프로세스가 된 상태)

실행 상태

준비 상태

생성된 프로세스가 CPU를 얻을 때까지 기다리는 상태

실행 상태

준비 상태에 있는 프로세스 중 하나가 CPU를 얻어 실제 작업을 수행하는 상태

주어진 시간을 다 사용하고도 작업이 끝나지 않았다면 프로세스는 실행 상태에서 00 상태로 돌아가 다음 차례를 기다린다.

준비

대기 상태

실행 상태에 있는 프로세스가 입출력(I/O)을 요청하면 입출력이 완료될 때까지 기다리는 상태

입출력이 완료되어 인터럽트가 발생하면 대기 상태에 있던 프로세스는 00 상태로 옮겨진다.

준비

완료 상태

프로세스가 작업을 끝낸 상태

완료 상태에서는 사용하던 자원들을 반납하지만, 메모리에서 지워지지 않으며 해당 PCB도 삭제되지 않는다.

X (완료 상태에서는 자원 반납과 메모리와 PCB 모두 삭제된다)

fork()

UNIX의 시스템 콜(call) 중에서 새로운 프로세스를 생성시키는데 사용하며 다중 인스턴스를 만든다

fork()를 통해 만들어진 자식 프로세스가 어떤 함수를 사용하여 작업 종료를 알릴까?

exit(), return을 사용

부모 프로세스가 자식을 기다리는 함수에 해당하는 것은?

wait() 함수

exec()

프로세스는 그대로 놔둔 채 코드를 바꾸는 함수이다

하나의 스레드는 프로세스이다. 이때 사용할 수 있는 다른 말은 무엇일까?

상태를 줄인 경량 프로세스

프로세스 내부에 포함되는 스레드는 공통적으로 접근 가능한 기억장치를 통해 효율적으로 통신한다.

O (접근과 통신을 같이 진행한다)

스레드를 사용하면 하드웨어, 운영체제의 성능과 응용 프로그램의 처리율을 향상시킬 수 있다.

O (서로 공유를 하기 때문에 효율이 증대된다)

하나의 프로세스에는 하나의 스레드만 존재하여 독립성을 보장한다.

X (하나만 사용하려면, 프로세스만 쓰면 된다. 하나의 스레드 \= 프로세스이기 때문)

CPU 스케줄러

프로세스가 해야 할 일을 CPU에 전달하며 실제 작업은 CPU가 수행한다

스레드

CPU스케줄러가 CPU에 전달하는 실행 단위이며 프로세스의 코드에 정의된 절차에 따라 CPU에 작업을 요청한다

프로세스 제어 블록이 만들어지는 곳은 어디인가?

커널 영역

문맥 교환

두 프로세스의 PCB를 교환하고 작업 환경을 바꾸는 작업

멀티스레드의 장점

스레드끼리 자원을 공유하면서도 동시에 여러 작업을 처리할 수 있기 때문에 낭비 요소를 최소화할 수 있다

스레드의 문맥 교환 시간이 프로세스 문맥 교환 시간보다 짧기 때문에 효율성이 높아지는 스레드는 무엇인가?

멀티스레드

하나의 스레드로 구성된 프로세스는 입출력 작업이 이루어지는 동안에는 대기 상태에 머물게 되어 응답성이 떨어진다.

O

작업을 여러 개의 스레드로 나누면 입출력을 요청한 스레드만 대기 상태에 머물고, 다른 스레드는 실행 상태에서 작업할 수 있기 때문에 응답성이 높아진다.

O

다중 코어를 지원하는 CPU에서 멀티스레드를 사용한다면 여러 개의 코어에 스레드를 나눠줄 수 있으므로 000이 좋아진다.

적응성

시스템 내의 전체 작업 수를 조절하는 것으로 시스템 내에서 동시에 실행 가능한 프로세스의 총 개수를 결정한다.

고수준 스케줄링

고수준 스케줄링에 의해 실행이 결정된 프로세스의 수를 조절하여 시스템의 과부하를 막는다.

중간 수준 스케줄링

활성화된 프로세스들의 실제 진행을 담당한다.

저수준 스케줄링

우선순위가 높은 프로세스에 해당하는 것은?

커널 프로세스, 전면 프로세스, 대화형 프로세스, 입출력 집중 프로세스

우선순위가 낮은 프로세스에 해당하는 것은?

사용자 프로세스, 후면 프로세스, 일괄 작업 프로세스, CPU 집중 프로세스

사이클 훔치기

느린 입출력 프로세스에 CPU의 작업을 양보함으로써 시스템의 효율성이 향상되는 것

비선점형 스케줄링

어떤 프로세스가 CPU를 점유하면 작업을 완료할 때까지 다른 프로세스가 CPU를 뺏을 수 없는 스케줄링 방식

(과거의 일괄 작업 시스템에서 사용)

선점형 스케줄링

어떤 프로세스가 CPU를 할당받아 실행 중이더라도 스케줄러가 CPU를 강제로 뺏을 수 있는 스케줄링 방식

(대화형 시스템, 시분할 시스템에 적합)

선점형 스케줄링은 문맥 교환 같은 부가적인 작업으로 인해 낭비가 생긴다.

O (선점형 스케줄링의 큰 단점)

하나의 프로세스가 CPU를 독점할 수 없기 때문에 빠른 응답 시간을 요구하는 스케줄링은 무엇인가?

선점형 스케줄링

스케줄링 알고리즘의 종류

선입선출(FCFS) / 최단 작업 우선(SJF) / 최고 응답률 우선(HRN) / 라운드 로빈(RR) / 최소 잔류 시간 우선(SRT) / 우선순위 / 다단계 큐(MLQ) / 다단계 피드백 큐(MLFQ)

선입선출(FCFS)

먼저 들어온 작업에 먼저 CPU를 할당한다. 가장 단순한 선점형 알고리즘

최단 작업 우선(SJF)

실행 시간이 짧은 작업부터 CPU를 할당한다. 이 방식의 경우 작업 시간이 긴 프로세스가 계속 뒤로 밀리면서 아사(starvation)현상이 발생

최단 작업 우선 스케줄링 알고리즘에서 아사 현상의 완화 방법은 무엇인가?

나이 먹기(aging) / 완화가 되나 여전히 공평성을 위배하고 있다.

최고 응답률 우선(HRN)

알고리즘 작업 시간과 기다린 시간을 혼합하여 CPU를 할당한다. 아사 현상을 해결하기 위해 만든 비선점형 알고리즘

라운드 로빈(RR)

선점형 알고리즘 중 우선순위가 적용되지 않는 가장 단순하고 대표적인 알고리즘

최소 잔류 시간 우선(SRT)

CPU를 할당받을 프로세스를 선택할 때 남아 있는 작업 시간이 가장 적은 프로세스를 선택하는 알고리즘

우선순위

우선순위가 높은 프로세스부터 CPU를 할당한다. 선점형과 비선점형 방식에 모두 적용할 수 있는 알고리즘

다단계 큐(MLQ)

우선순위에 따라 여러 개의 큐를 사용하는 알고리즘 중 고정 우선순위 방식

다단계 피드백 큐(MLFQ)

우선순위에 따라 여러 개의 큐를 사용하고 한 번 CPU를 잡은 프로세스의 우선순위를 떨어뜨린다. 각 큐의 타임 슬라이스 크기가 다른 변동 우선순위 알고리즘

운영체제의 목표

효율성, 안정성, 확장성, 편리성 강화

커널

운영체제의 핵심이 되는 기능들이 모여있는 컴퓨터 프로그램으로 컴퓨터 자원을 사용할 수 있도록 다양한 (시스템) 함수를 제공

사용자 인터페이스

커널에 명령을 내리고 그 결과를 알려주는 것

디바이스 드라이버

커널과 하드웨어의 인터페이스

운영체제 작업 방식의 발전

일괄 작업시스템 -\> 대화형 시스템 -\> 시분할 시스템 -\> 다중 사용자 시스템

클라우드 시스템

언제 어디서나 컴퓨팅 파워와 소프트웨어에 접근할 수 있는 유연한 컴퓨터 환경을 제공

시스템 호출

사용자가 자발적으로 커널에 진입할 수 있는 유일한 방법

API

응용 프로그램이 자신과 연관된 프로그램을 만들 수 있도록 제공하는 인터페이스

SDK

프로그램 개발자를 위해 API, 코드 편집기, 에뮬레이터 같은 각종 개발용 응용 프로그램까지 하나로 묶어서 배포하는 개발 툴

커널의 종류

단일형 구조 커널 / 계층형 구조 커널 / 마이크로 구조 커널

단일형 구조 커널

핵심 기능을 구현하는 모듈들이 구분 없이 하나로 구성된 커널

계층형 구조 커널

비슷한 기능을 가진 모듈을 묶어서 하나의 계층으로 만들고, 계층 간의 통신을 통해 운영체제를 구현하는 방식의 커널

마이크로 구조 커널

프로세스 관리, 메모리 관리, 프로세스 간 통신 관리 등 가장 기본 기능만 제공하는 커널

폰노이만 구조의 특징

모든 프로그램은 메모리에 올라와야 실행할 수 있다

FSB

메인보드의 시스템 버스

BSB

CPU 내부 버스

시스템 버스의 구성 요소

제어 버스, 주소 버스, 데이터 버스로 구성

단방향 버스에 해당하는 것은?

주소 버스

제어 버스는 어느 장치와 연결되는가?

제어장치

주소 버스는 어느 장치와 연결되는가?

MAR

데이터 버스는 어느 장치와 연결되는가?

MBR

CPU의 구성 요소

산술논리 연산장치, 레지스터, 제어장치

PC

다음에 실행할 주소를 가진 레지스터