운영체제(OS)21

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  Operating Systems 11. Mass-Storage Systems Overview of Mass Storage Structure Magnetic disk : 대용량 보조기억장치 -> sector 하나가 disk block 하나를 담당한다. transfer rate : 저장장치와 컴퓨터 사이의 데이터 전송 속도 seek time : head 가 해당 트랙에 도달하는 시간 rotation time : 해당 sector 가 header 밑에 도달하기 위해 돌아가는 시간 -> (Positioning time) random-access time : seek time + rotation time Hard Disk Performance Disk Scheduling - 디스크는 대기하는 작업의 처리 순서를 제어하는 여러 알고리즘을 사용한다. - seek time 을 줄이기 위해서 디.. 운영체제(OS) 2021. 12. 5.

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  Operating Systems 15. File System Internals File System - 컴퓨터는 다수의 저장 장치를 유지한다. 저장 장치는 볼륨을 담고 있는 파티션으로 구분됨 각 볼륨은 파일 시스템으로 정형화됨(format) File System Mounting - OS 는 디바이스 이름과 마운트 포인트(디렉토리) 를 전달받아 해당 디바이스를 주어진 포인트에 마운트함 -> linux - df 명령어 예) Partitions and Mounting - 파티션은 하나의 volume (기본적으로 format 이 되어있어 특정 양식대로 파일 시스템이 구축되어 있음, 그렇지 않다면 raw -> swap space(메모리처럼)) - Boot block : 부팅에 필요한 코드 블록들의 모음 부트 로더 실행 ROM 에 부트로더가 들어가 있으면 바로 부트로더가 실행된다. 부트로더가.. 운영체제(OS) 2021. 12. 5.

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  Operating Systems 14. File System Implementation File-System Structure - 논리적인 저장단위이다. - 파일시스템은 보조 저장장치(디스크) 에 위치한다. - 파일시스템은 디스크에 대한 효율적이고 편리한 접근을 제공한다. - File control block (Linux 의 inode) : 파일에 대한 속성들을 저장하고 있는 저장 구조이다. - Device driver : 물리적인 장치를 통제한다. File System Implementation - 부트 제어 블록 : 시스템이 운영체제를 그 파티션으로부터 부트 시키는데 필요한 정보를 저장한다. - 볼륨 제어 블록 : 볼륨(파티션) 의 블록 수, 블록의 크기, 가용 블록의 수와 포인터와 같은 파티션 정보를 저장한다. UFS 는 슈퍼 블록 - 디렉터리 구조는 파일을 조직화 하는데 사용한다. .. 운영체제(OS) 2021. 12. 5.

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  Operating Systems 13. File System Interface 파일 속성 - 파일은 운영체제마다 다른 속성을 가질 수 있다. - 일반적인 파일 속성 : 이름, 식별자, 타입, 위치, 크기, 보호, 시간, 날짜, 사용자 시벽 파일 연산 - 파일 생성 - 파일 열기 - 파일 쓰기 - 파일 읽기 - 파일 내 위치 재설정 - 파일 삭제 - 파일 절단 - 접근 함수 순차 접근(Sequential Access) - 파일의 정보가 레코드 순서대로 차례차례 처리된다. - 연산 : read next, write next, rewind, seek 직접 접근(Direct Access) - 상대 접근이라고도 불리며, 파일에 저장된 논리 레코드들을 특별한 순서 없이 빠르게 읽고 쓸 수 있다. - n이 블록 번호라고 할 때, read n, write n 을 제공한다. Directory St.. 운영체제(OS) 2021. 12. 5.

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  Operating Systems 12. File Management Files - 사용자가 생성한 데이터의 집합 - 연속적인 논리적 주소 공간 (저장장치의 물리적 특성으로부터 분리 - 유익한 특성 장기간 보존 프로세스들 간에 공유 가능 편리한 내부 구조 - 파일 타입 : 데이터 파일, 프로그램 파일 - 파일 형태 : 텍스트 파일, 소스 파일, 실행 파일 등 확장자로 구별 File Systems - 데이터를 파일로 저장할 수 있는 방법 - 연산 생성 삭제 열기 닫기 읽기 쓰기 파일 구조 관련 주요 용어 - 필드 데이터의 가장 기본적 요소 하나의 값 저장 고정 또는 가변 길이 - 레코드 몇몇 응용에 의해 하나로 취급될 수 있는 관련 필드 묶음 고정 도는 가변 길이 - 파일 유사한 레코드의 묶음 하나의 개체로 취급 이름으로 참조됨 파일에 대해 접근 제어가 적용됨 - 데이터베이.. 운영체제(OS) 2021. 12. 5.

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  Operating Systems 8. Deadlocks System Model - 시스템은 자원으로 구성되어 있다. - 자원은 CPU 사이클, 메모리 공간, I/O 장치들과 같은 여러 유형으로 구분된다. -프로세스의 자원 이용 과정 요청 : 만약 요청이 즉시 승인될 수 없다면, 요청하는 프로세스는 자원을 획득할 때까지 대기해야 한다. 사용 : 프로세스는 자원을 이용한다. 방출 : 프로세스는 자원을 놓아준다. Deadlock Characterization - 데드락은 다음과 같은 4가지 조건이 동시에 성립할 때에 발생한다. Mutual exclusion : 한 번에 한 프로세스만 사용할 수 있는 자원이 존재한다. Hold and wait : 프로세스가 최소 하나의 자원을 점유한 상태에서 다른 프로세스가 점유한 자원을 대기한다. No preemption : 비선.. 운영체제(OS) 2021. 12. 5.

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  Operating Systems 7. POSIX Synchronization Mutex lock - lock 의 선언 및 초기화 함수 - lock 의 획득, 반환 -> aquire, release Semaphore - Named semaphore : 여러 프로세스에서 공유할 수 있음 - Unnamed semaphore : 하나의 프로세스 내 스레드에서만 사용가능 조건변수 운영체제(OS) 2021. 12. 4.

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  Operating Systems 6. Synchronization Tools - (2) Mutex Locks - 운영체제에서 임계방법을 해결할 수 있는 소프트웨어 도구를 제공한 것이 Mutex lock 이다. - Mutex lock 은 acquire() 을 통해 lock을 획득하고, release() 를 통해 lock 을 반환할 수 있다. - 그러나 루프를 반복 실행하면서 lock 을 기다리는 busy waiting 이 발생한다. -> spin lock Semaphore - Semaphore 을 정수 변수 S 라고 할 때, 이 변수는 오직 wait() 와 signal() 이라는 2가지 atomic operation 에 의해서만 access 가 가능하다. semaphore 의 값은 대게 사용 가능한 특정 자원의 수를 나타낸다. Semaphore 의 용도 - Counting semaphore .. 운영체제(OS) 2021. 12. 4.

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  Operating Systems 6. Synchronization Tools Background - 공유 데이터에 대한 병행/병렬 접근은 데이터 일관성을 보장하지 못할 수 있다. -> data inconsistency - 이를 막기 위해 병행 프로세스가 공유 데이터에 접근할 때에는 프로세스 동기화가 필요하다. Producer-Consumer 생산자와 소비자는 counter 라는 공유변수에 접근한다. 경쟁조건(Race Condition) - 병행 프로세스가 공유 데이터를 접근하였을 때 공유 데이터의 일관성이 깨지는 상황을 의미한다. - 즉, 실행 결과가 자료의 접근 순서에 영향을 받는 상황이다. -> 불확실한 상태에 도달할 수 있다. -> 경쟁 조건의 예방을 위하여 한번에 오직 하나의 프로세스만이 특정 변수를 조작하는 것을 보장하기 위해 동기화가 필요하다. Critical Sect.. 운영체제(OS) 2021. 12. 4.

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  Operating Systems 4. Threads & Concurrency Multithreaded Architecture - 프로세스 생성은 heavy-weight, 쓰레드 생성은 light-weight 하다. - 단일 응용 프로그램이 여러 개의 작업을 동시에 실행할 필요가 있을 때 thread 를 사용한다. word processor: 화면 출력 + 키보드 입력 + 스펠링 검사 web browser: 화면출력 + 네트워크에서 데이터 수신 web server: 여러 개(수천 개도 가능)의 client의 요청 처리 OS kernel: 장치 관리, 인터럽트 처리 등의 여러 작업 하나의 웹 서버 프로세스가 외부로부터 요청을 받는 하나의 다수의 클라이언트를 담당하는 thread 들로 이루어진다. -> 클라이언트로부터 서비스 요청이 들어오면 대기하고 있던 쓰레드가 요청을 받는다. ->.. 운영체제(OS) 2021. 12. 4.

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  Operating Systems 10. Virtual Memory - (3) Allocation of Frames 각 프로세스에게 할당되는 메모리 프레임 수를 정해야 한다. - Equal allocation : 모든 프로세스에게 똑같이 할당 - Proportional allocation : 프로세스의 크기에 비례하여 할당 - Priority allocation : 프로세스 우선순위에 따라 비례할당 Global vs Local Allocation - Global replacement : 모든 frame 집합에서 교체할 frame 을 선택한다. 즉, 다른 프로세스로부터 frame 을 가져올 수 있다. -> 특정 프로세스가 많은 메모리를 차지할 수 있다. - Local replacement : 각 프로세스는 자신에게 할당된 frame 집합에서 교체할 frame 을 선택한다. -> 바쁜.. 운영체제(OS) 2021. 12. 4.

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  Operating Systems 10. Virtual Memory - (2) Demand Paging - pure demand paging : 어떤 page 가 필요해지기 전까지는 그 page 를 메모리에 load 하지 않는다. - 실제로는 page fault 가 지역성(시간 지역성, 공간 지역성) 으로 인해 잘 일어나지 않는다. - Hardware 는 demand paging 을 지원하기 위해 다음과 같은 지원을 한다. valid/ invalid bit 를 가진 Page table swap space Instruction restart Performance of Demand Paging - Demand Paging 발생시 단계 trap 이 발생한다. user register, process state 를 저장한다. 인터럽트가 page fault 인지 결정한다. page refe.. 운영체제(OS) 2021. 12. 4.