다락방

30. 파일 시스템 구현 30.1 생각하는 방법 파일 시스템에 대해 학습할 때, 두 가지 측면에서 접근할 것을 권장한다. 첫 번째는 파일 시스템의 자료구조이다. 즉 파일 시스템이 자신의 데이터와 메타 데이터를 관리하기 위해 어떤 자료구조가 있어야 하는지 여러 파일 시스템은 배열과 같은 간단한 자료구조로 표현하지만 SGI의 XFS와 같은 파일 시스템은 좀 더 복잡한 트리 기반 자료 구조를 사용한다. 두 번째 측면은 접근 방법(access method)이다. 프로세스 호출하는 명령들은 자료구조와 어떤 관리이 있는가? 특정 시스템 콜을 실행할 때 어떤 자료구조들이 읽히는가 파일 시스템의 자료구조와 접근방법을 이해하였다면, 실제 동작 방식에 대한 개념 모델을 제대로 정립하는 것이다. 30.2 전체 구성 vsfs..

운영체제 29. Redundant Array of Inexpensive Disk(RAID) 여러개의 디스크를 조화롭게 사용하여 고속이면서 대용량의 신뢰할 수 있는 디스크 시스템을 만든다. 외면적으로 RAID는 하나의 디스크 처럼 보인다. 읽거나 쓸 수 있는 블럭의 그룹으로 보인다. 안을 들여다보면 RAID는 여러개의 디스크와 메모리, 시스템을 관리하기 위한 하나 또는 그 이상의 프로세스로 이루어진 복잡한 기계이다. RAID 하드웨어는 컴퓨터 시스템과 매우 유사하며 디스크의 그룹을 관리하기 위한 전용 시스템이다. RAID는 단일 디스크에 비해 여러 장점들을 제공한다. 하나의 장점은 성능이다. 디스크를 여러개 병렬적으로 사용하면 I/O 시간이 크게 개선된다. 또 다른 장점은 용량이다. 데이터의 양이 많아지면..

운영체제 29. Redundant Array of Inexpensive Disk(RAID) 여러개의 디스크를 조화롭게 사용하여 고속이면서 대용량의 신뢰할 수 있는 디스크 시스템을 만든다. 외면적으로 RAID는 하나의 디스크 처럼 보인다. 읽거나 쓸 수 있는 블럭의 그룹으로 보인다. 안을 들여다보면 RAID는 여러개의 디스크와 메모리, 시스템을 관리하기 위한 하나 또는 그 이상의 프로세스로 이루어진 복잡한 기계이다. RAID 하드웨어는 컴퓨터 시스템과 매우 유사하며 디스크의 그룹을 관리하기 위한 전용 시스템이다. RAID는 단일 디스크에 비해 여러 장점들을 제공한다. 하나의 장점은 성능이다. 디스크를 여러개 병렬적으로 사용하면 I/O 시간이 크게 개선된다. 또 다른 장점은 용량이다. 데이터의 양이 많아지면..

퀴즈 1. 페이지 테이블 접근 시 TLB가 어떻게 페이지 테이블의 성능을 향상시키는지 설명하고, TLB miss가 발생하면 시스템이 어떤 과정을 거쳐 메모리에 접근하는지 설명하세요. TLB는 자주 사용되는 주소 변환 정보를 빠르게 참조할 수 있도록 하는 캐시 메모리이다. TLB에 원하는 주소 변환 정보가 있으면, 페이지 테이블을 참조하지 않고 바로 물리적 주소를 얻을 수 있어 성능이 향상된다. TLB miss일 대 시스템은 페이지 테이블을 조회하여 물리적 주소를 찾고, 이 정보를 TLB에 업데이트 한다. 2. 페이징 기법을 사용하는 메모리 관리 시스템에서, 페이지 프레임 수를 늘리는데도 page fault가 발생하는 빈도가 오히려 늘어나는 경우가 있습니다. 이를 Belady의 역설이라고 하는데, 이런 현..

28. 하드 디스크 드라이브 28.1 인터페이스 드라이브는 읽고 쓸 수 있는 매우 많은 수의 섹터(512 byte블록)들로 이루어져 있다. 디스크 위의 n개의 섹터들은 0부터 n-1까지의 이름이 붙어있다. 그렇기 때문에 디스크를 섹터들의 배열로 볼 수 있으며 0부터 n-1이 드라이브의 주소 공간이 된다. 멀티 섹터 작업도 가능하다. 사실 많은 파일 시스템들이 한번에 4KB(또는 그 이상)을 읽거나 쓴다. 하지만 드라이브 제조사는 하나의 512byte 쓰기만 원자성을 보장한다. 그러므로 갑작스럽게 전력 손실이 발생한다면 대량의 쓰기 중에 일부만 완료될 수 있다.(때로는 이런 현상을 찢어쓰기(torn write)라고 부른다). 디스크 드라이브는 드라이브의 주소공간에서 가깝게 배치되어 있는 두 개의 블록을 접..

24.03.24 운영체제 운영체제 26. 이벤트 기반의 병행성(event-based concurrency) 이벤트 기반 프로그래밍은 쓰레드 기반의 병령 프로그래밍에 내제한 두 가지 문제점을 해결할 수 있다. 무엇보다 멀티 쓰레드 기반 프로그래밍은 어렵다. 자료구조를 락으로 보호하는 것을 잊을 수 있고, 교착 상태나 혹은 다른 문제들이 발생할 수 있다. 또 다른 문제는 멀티 쓰레드 프로그램에서는 개발자가 쓰레드 스케줄링에 대한 제어권을 갖고 있지 않다는 것이다. 운영체제가 CPU스케줄링에 대한 전권을 갖는다. 개발자는 운영체제가 합리적으로 쓰레드들의 실행 순서를 결정하기만을 기대할 수 밖에 없다. 26.1 개본 개념: 이벤트 루프 특정 사건의 발생을 대기한다. 사건이 발생하면, 사건의 종류를 파악한 후 I..

27. I/O 장치 27.1 시스템 구조 시스템 설계자들은 계층 구조를 택하여 고성능 장치들을 CPU에 가깝게 배치하고 느린 성능의 장치는 그보다 멀리 배치했다. 디스크처럼 느린 장치를 주변 장치 I/O 버스에 연결하여 얻는 이득이 많은데, 그 중 하나는 많은 장치를 연결할 수 있다는 것이다. CPU는 인텔의 DMI(Direct Media Interface) 기술을 통해 I/O 칩에 연결되어 있으며, 나머지 장치들이 이 칩에 여러 다른 종류의 연결 방식을 사용하여 연결된다. 27.2 표준 장치 두 개의 중요한 요소가 있다. 첫 번째는 시스템의 다른 구성 요소에게 제공하는 하드웨어 인터페이스다. 소프트웨어가 인터페이스를 제공하듯이 하드웨어도 인터페이스를 제공하여 시스템 소프트웨어가 동작을 제어할 수 있도록..

26. 이벤트 기반의 병행성(event-based concurrency) 이벤트 기반 프로그래밍은 쓰레드 기반의 병령 프로그래밍에 내제한 두 가지 문제점을 해결할 수 있다. 무엇보다 멀티 쓰레드 기반 프로그래밍은 어렵다. 자료구조를 락으로 보호하는 것을 잊을 수 있고, 교착 상태나 혹은 다른 문제들이 발생할 수 있다. 또 다른 문제는 멀티 쓰레드 프로그램에서는 개발자가 쓰레드 스케줄링에 대한 제어권을 갖고 있지 않다는 것이다. 운영체제가 CPU스케줄링에 대한 전권을 갖는다. 개발자는 운영체제가 합리적으로 쓰레드들의 실행 순서를 결정하기만을 기대할 수 밖에 없다. 26.1 개본 개념: 이벤트 루프 특정 사건의 발생을 대기한다. 사건이 발생하면, 사건의 종류를 파악한 후 I/O를 요청하거나 추후 처리를 위하..

운영체제 25. 병행성 관련 버그 25.1 비교착 상태 오류 원자성 위반 오류 다수의 메모리 참조 연산들 간에 있어 예상했던 직렬성(serializability)이 보장되지 않았다.(즉, 코드의 일부에 원자성이 요구되었으나, 실행시에 그 원자성이 위반되었다.) 문제의 해결책은 공유 변수 참조 앞 뒤에 락을 추가해준다. 이 자료구조를 사용하는 모든 코드들이 이 락을 먼저 획득해야 한다. 순서 위반 오류 두 개의(그룹의) 메모리 참조 간의 순서가 바뀌었다.(즉, A가 항상 B보다 먼저 실행되어야 하지만 실행 중에 그 순서가 지켜지지 않았다.) 오류를 수정하는 방법은 순서를 강제하는 것이다. 이러한 종류의 동기화에는 컨디션 변수가 잘 맞는다. 쓰레드간의 순서가 문제가 된다면 컨디션 변수(또는 세마포어)를 사용..

25. 병행성 관련 버그 25.1 비교착 상태 오류 원자성 위반 오류 다수의 메모리 참조 연산들 간에 있어 예상했던 직렬성(serializability)이 보장되지 않았다.(즉, 코드의 일부에 원자성이 요구되었으나, 실행시에 그 원자성이 위반되었다.) 문제의 해결책은 공유 변수 참조 앞 뒤에 락을 추가해준다. 이 자료구조를 사용하는 모든 코드들이 이 락을 먼저 획득해야 한다. 순서 위반 오류 두 개의(그룹의) 메모리 참조 간의 순서가 바뀌었다.(즉, A가 항상 B보다 먼저 실행되어야 하지만 실행 중에 그 순서가 지켜지지 않았다.) 오류를 수정하는 방법은 순서를 강제하는 것이다. 이러한 종류의 동기화에는 컨디션 변수가 잘 맞는다. 쓰레드간의 순서가 문제가 된다면 컨디션 변수(또는 세마포어)를 사용하여 해결..