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10. 막간 : 메모리 관리 API 10.1 메모리 공간의 종류 C 프로그램이 실행되면, 두 가지 유형의 메모리 공간이 할당된다. 첫번째는 스택(Stack) 메모리라고 불리며 할당과 반환은 프로그래머를 위해 컴파일러에 의해 암묵적으로 이루어진다. 이러한 이유 때문에 때로는 자동 C automatic() 메모리라고 불린다. 함수를 선언하면 C프로그램에서 스택에 메모리를 할당한다. 함수에서 리턴하면 컴파일러는 프로그래머 대신에 메모리를 반환한다. 함수 리턴 이후에도 유지되어야 하는 정보는 스택에 저장하지 않는 것이 좋다. 오랫동안 값이 유지되어야 하는 변수를 위해 힙(heap) 메모리라고 불리는 두 번째 유형의 메모리가 필요하다. 모든 할당과 반환이 프로그래머에 의해 명시적으로 처리된다. void func(..

퀴즈 1. 응용 프로그램을 구현할 때 multiprocess와 multithread 중 하나를 선택하는 기준은 어떤 것이 있는지 몇 가지 제시하세요. 선택 기준 안정성 vs 자원 사용 : 시스템의 안정성이 매우 중요한 경우, 멀티 프로세스가 선호된다. 리소스가 제한적인 환경에서는 멀티쓰레드가 더 효율적일 수 있다. 구현의 복잡성 : 쓰레드는 공유 메모리로 인해 동기화 문제가 복잡해질 수 있으므로, 개발자의 동시성 제어에 대한 이해도가 중요하다. 응답 시간 : 멀티쓰레드는 컨텍스트 스위칭이 빠르기 때문에, 더 빠른 응답 시간을 요구하는 경우 유리할 수 있다. 플랫폼 및 언어 지원 : 사용 중인 프로그래밍 언어나 플랫폼이 멀티쓰레드 또는 멀티 프로세스 중 어느 쪽을 더 잘 지원하는지도 중요한 요소가 될 수 ..

9. 주소공간의 개념 9.1 초기 시스템 운영체제는 메모리에 상주하는 루틴의 집합이었다. 물리메모리에 하나의 실행중인 프로그램(프로세스)이 존재하였고 나머지 메모리를 사용하였다. 9.2 멀티프로그래밍과 시분할 여러 프로세스가 실행준비 상태에 있고 운영체제는 그들을 전환하면서 실행하였다. 이런 전환은 CPU 이용률을 증가시켰다. 당시에는 이런 효율성의 개선이 중요했다. 많은 사람들이 일괄처리 방식 컴퓨팅의 한계를 인식하였다. 많은 사용자가 동시에 컴퓨터를 사용하고 현재 실행 중인 작업으로부터 즉시 응답을 원하기 때문에 대화식 이용(interactivity)의 개념이 중요하게 되었다. 시분할을 구현하는 한 가지 방법은 하나의 프로세스를 짧은 시간동안 실행시키는 것이다. 해당 기간 동안 프로세스에게 모든 메모..

운영체제 멀티 프로세서 스케줄링(Multi Processor Scheduling) 8.1 배경 : 멀티프로세서 구조 단일 CPU 시스템에는 하드웨어 캐시 계층이 존재한다. 캐시는 지역성(locality)에 기반한다. 지역성에는 시간지역성(temporal locality)과 공간지역성(spartial locality)의 두 종류가 있다. 시간적 지역성의 기본아이디어는 데이터가 한번 접근되면 가까운 미래에 다시 접근되기 쉽다는 것이다. 멀티프로세서 시스템에서 캐시를 사용하는 것은 훨씬 더 복잡하다. 캐시일관성(cache coherence) 문제가 생길 수 있다. 기본적인 해결책은 하드웨어에 의해 제공된다. 하드웨어는 메모리 주소를 계속 감시하고 항상 ‘올바른’ 순서로 처리되도록 시스템을 관리한다. 특히, 여..

운영체제 멀티 프로세서 스케줄링(Multi Processor Scheduling) 8.1 배경 : 멀티프로세서 구조 단일 CPU 시스템에는 하드웨어 캐시 계층이 존재한다. 캐시는 지역성(locality)에 기반한다. 지역성에는 시간지역성(temporal locality)과 공간지역성(spartial locality)의 두 종류가 있다. 시간적 지역성의 기본아이디어는 데이터가 한번 접근되면 가까운 미래에 다시 접근되기 쉽다는 것이다. 멀티프로세서 시스템에서 캐시를 사용하는 것은 훨씬 더 복잡하다. 캐시일관성(cache coherence) 문제가 생길 수 있다. 기본적인 해결책은 하드웨어에 의해 제공된다. 하드웨어는 메모리 주소를 계속 감시하고 항상 ‘올바른’ 순서로 처리되도록 시스템을 관리한다. 특히, 여..

운영체제 6. 스케줄링 : 멀티 레벨 피드백 큐(MLFQ : Multi-Level Feedback Queue) 멀티 레벨 피드백 큐 스케줄러는 Compatible Time-Sharing System(CTSS)에 사용된다. MLFQ가 해결하려고 하는 기본적인 문제는 두 가지이다. 첫째, 짧은 작업을 먼저 실행시켜 반환시간을 최적화 하고자 한다. 둘째, 응답 시간을 최적화한다. 6.1 MLFQ : 기본 규칙 MLFQ는 여러 개의 큐로 구성되며, 각각 다른 우선 순위(Priority level)가 배정된다. 실행준비가 된 프로세스는 이 중 하나의 큐에 존재한다. MLFQ는 실행할 프로세스를 결정하기 위하여 우선순위를 사용한다. 높은 우선 순위를 가진 작업이 선택된다. 큐에 둘 이상의 작업이 존재 할 수 있다...

7. 스케줄링 : 비례 배분 (Proportional Share) 스케줄러, 공정 배분(fair share) 스케줄러 반환 시간이나 응답시간을 최적화 하는 대신 스케줄러가 각 작업에게 CPU의 일정 비율을 보장하는 것이 목적이다. 비례 배분 스케줄링의 좋은예로 추첨 스케줄링(lottery scheduling)이 있다. 기본 아이디어는 다음 실행될 프로세스를 추첨을 통해 결정하고 더 자주 수행되어야 할 프로세스는 당첨기회를 더 많이 주는 것이다. 7.1 기본 개념 : 추첨권이 당신의 지분이다. 추첨권(티켓)이라는 기본적인 개념이 추첨 스케줄링의 근간을 이룬다. 추첨권은 경품권의 개념과 유사하다. 추첨권은 특정 자원에 대한 프로세스에게(또는 사용자 또는 그 무엇이든) 할당될 몫(지분)을 나타낸다. 프로세스가..

6. 스케줄링 : 멀티 레벨 피드백 큐(MLFQ : Multi-Level Feedback Queue) 멀티 레벨 피드백 큐 스케줄러는 Compatible Time-Sharing System(CTSS)에 사용된다. MLFQ가 해결하려고 하는 기본적인 문제는 두 가지이다. 첫째, 짧은 작업을 먼저 실행시켜 반환시간을 최적화 하고자 한다. 둘째, 응답 시간을 최적화한다. 6.1 MLFQ : 기본 규칙 MLFQ는 여러 개의 큐로 구성되며, 각각 다른 우선 순위(Priority level)가 배정된다. 실행준비가 된 프로세스는 이 중 하나의 큐에 존재한다. MLFQ는 실행할 프로세스를 결정하기 위하여 우선순위를 사용한다. 높은 우선 순위를 가진 작업이 선택된다. 큐에 둘 이상의 작업이 존재 할 수 있다. 이들은 ..

운영체제 5. 스케줄링 : 개요 5.1 워크로드에 대한 가정 프로세스가 동작하는 일련의 행위를 워크로드(Work load)라 한다. 워크로드에 대한 이해도가 높을수록 그에 최적화된 스케줄링 정책을 정교하게 개발할 수 있다. 우리는 시스템에서 실행 중인 프로세스 혹은 작업(job)에 대해 다음과 같은 가정을 한다 모든 작업은 같은 시간동안 실행된다. 모든 작업은 동시에 도착한다. 작업은 일단 시작하면 최종적으로 종료될 때 까지 실행된다. 모든 작업은 CPU만 사용한다.(즉, 입출력을 수행하지 않는다.) 각 작업의 실행시간은 사전에 알려져 있다. 5.2 스케줄링 평가 항목 스케줄링 정책의 평가를 위해 스케줄링 평가항목(Scheduling metric)을 결정해야 한다. 반환시간은 (turnaround tim..

Project 1 init.c , init.h 커널 초기화 main() 함수가 존재한다. main()에서 무엇이 초기화 되는지 확인해야 한다. 여기에 자신만의 초기화 코드를 추가할 수도 있다. thread.c, thread.h 기본 쓰레드 작업의 대부분이 이러한 파일에서 수행 thread.h는 4개의 프로젝트 모두에서 수정할 가능성이 있는 구조 쓰레드를 정의한다. synch.c, synch.h 기본 동기화 기본요소 : 세마포어, 잠금, 조건 변수 및 Optimization barriers 4개 프로젝트 모두에서 동기화를 위해 이를 사용해야 한다. timer.c, timer.h 기본적으로 초당 100회씩 똑딱거리는 시스템 타이머다. 이 프로젝트에서 이 코드를 수정한다. pit.c, pit.h 8254 프로..