컴퓨터공학기초 개념/운영체제41 14. 프로세스 구조(2) - Stack - 이전 포스팅에서 배운 프로세스 구조에 대해 복습해보자. 프로세스 구조 text(= code): 소스코드가 올라가는 영역 data: 전역변수, 초기화된 데이터가 올라가는 영역 (프로그램이 종료되면 소멸) stack(= stack frame): 임시 데이터(함수 호출, 로컬변수 등 호출이 완료되면 소멸) heap: 코드에서 동적으로 만들어지는 데이터 (동적 메모리 할당 - 개발자가 직접 할당) 1. 스택에 대한 이해 프로세스에 대한 구조를 이해하기 위해서 필수적으로 이해해야 하는 부분 중 하나는 Stack 자료구조다. 스택은 프로세스의 메모리 영역 중 하나로, 복잡한 함수 호출과정을 효과적으로 처리 및 관리하는 역할을 한다. 스택의 특징은 LIFO(= Last In, First Out)인데, 데이터가 밑.. 2021. 4. 13. 13. 프로세스 구조(1) 프로세스와 컨텍스트 스위칭 스케줄러에 의해 어떤 프로세스에서 다른 프로세스로 바뀌는 과정을 컨텍스트 스위칭이라고 한다. 이 컨텍스트 스위칭을 이해하기 위해서는 프로세스의 구조에 대한 이해가 바탕이 되어야 한다. 지금부터 프로세스의 구조에 대해서 알아보겠다. 1. 프로세스 구조 - 먼저 다음과 같은 프로그램 코드가 있다고 해보자. def func(a, b): return print(a+b) c = 0 c = func(1,2) print(c) 이 코드가 실행되면 컴파일이라는 단계를 거친다. 컴파일은 기계어 또는 바이너리라는 0과 1로 된 언어로써, 컴퓨터가 이해할 수 있도록 번역되는 과정을 의미한다. - 프로세스가 실행된다는 것은 코드가 컴파일 되는 과정을 포함한다. - 그렇다면 컴파일된 코드는 어디로 가는.. 2021. 4. 9. 12. 인터럽트 동작방식 1. 시스템 콜 인터럽트의 작동과정 a) 시스템 콜 인터럽트 시스템 콜을 실행하기 위해서 강제로 코드에 인터럽트 명령을 넣어 CPU에게 실행을 시킨다 - 시스템 콜: 커널에서만 사용할 수 있는 OS 명령어 b) 실제 시스템 콜 코드 eax 레지스터에 시스템 콜 번호를 넣는다. ebx 레지스터에 시스템 콜에 해당하는 인자값(=매개변수)를 넣는다. 소프트웨어 인터럽트 명령을 호출하면서 0x80값을 넘겨준다. mov eax, 1 //시스템 콜 번호 = 1 mov ebx, 0 //인자 = 0 int 0x80 //소프트웨어 인터럽트 명령어(= 인터럽트 함수가 담겨있는 주소를 찾기위한 값) c) 시스템 콜 코드를 받고 난 이후 과정 CPU는 사용자모드를 커널모드로 전환한다. IDT(Interrupt Descript.. 2021. 4. 8. 11. 인터럽트의 종류 1. 대표적인 interrupt의 종류 a) 프로그램 또는 코드상의 예외 발생으로 인한 interrupt 위의 코드를 보면 인터럽트가 발생하는 부분은 1을 0으로 나누는 부분이다. 0으로 1을 나눌 수 없기 때문에, 이부분에서 에러가 발생한다. 인터럽트를 통해 예외가 발생했음을 운영체제(OS)에게 알리고 이를 알맞게 처리하게 된다. b) 타이머 interrupt - 선점형 스케줄러 또는 시분할 시스템을 사용한다면 일정 시간마다 interrupt를 발생시켜 OS에게 알린다. c) 입출력(I/O) 장치 사용을 위한 interrupt 프로그램 실행 중 기타 장치 사용을 위해 발생되는 인터럽트를 말한다. 프린터, 키보드, 마우스, 저장매체 등이 존재한다. 2. Interrupt 구분 a) 내부 interrupt.. 2021. 4. 7. 10. 인터럽트란? 1. 개념 CPU가 프로그램을 실행하고 있을 때, 어떤 이벤트(하드웨어 또는 예외처리 등)가 발생하여 이를 운영체제(OS)에게 알리고 CPU에서 처리하는 기술 2. 인터럽트가 필요한 이유 a) 선점형 스케줄러 선점형 스케줄러에서는 프로세스를 교체하기 위해서 현재 running 상태의 프로세스를 중단시킨다. 현재 실행중인 프로세스를 중지시키는 기능 b) I/O 장치와의 커뮤니케이션 입력장치 또는 저장매체에서의 데이터 처리가 완료된 경우, wait(=block)상태에 있는 프로세스를 깨워 ready 상태로 전환될 수 있게끔 운영체제(OS)에게 알려주는 기능 c) 예외상황 처리 CPU가 프로그램을 실행하고 있을 때, 프로그램 상의 에러나, 하드웨어 상의 문제 등 예외상황이 발생하면 운영체제(OS)가 이를 처리.. 2021. 4. 6. 9. 선점형과 비선점형 스케줄러 1. 개념 a) 선점형 스케줄러(Preemptive Scheduling) 하나의 프로세스가 다른 프로세스 대신에 CPU(프로세서)를 차지할 수 있음 현재 CPU를 사용중인 프로세스를 멈추고 다른 프로세스에 CPU를 할당할 수 있다. ex) 시분할 시스템 b) 비선점형 스케줄러(Non-preemptive scheduling) 하나의 프로세스가 끝나지 않으면 다른 프로세스는 CPU를 사용할 수 없음 현재 CPU를 사용중인 프로세스가 자발적으로 block(wait)상태로 전환되거나 실행이 끝나는 상태(terminated)가 아닌 경우, CPU를 다른 프로세스에 할당할 수 없다. ex) 배치 처리 시스템 2. 스케줄러 정책에 따른 알고리즘 조합 FIFO(FCFS), SJF, Priority-based: 어떤 프.. 2021. 4. 5. 8. 프로세스 상태와 스케줄링 알고리즘 1. 멀티프로그래밍과 wait 멀티 프로그래밍: CPU 활용도를 최대화 하기위한 스케줄링 알고리즘 Wait: 간단히 저장매체로부터 파일 읽기를 기다리는 시간으로 가정 a) 개요 위와 같이 프로그램 A, B, C가 있으며 각 프로그램은 위의 그림처럼 CPU를 할당받아 사용한다. 각 프로그램은 wait 상태에 있는 동안 CPU를 사용하지 않는다. CPU 활용도를 최대화하는 방법은, 각 프로그램의 wait 시점에서 CPU 사용을 필요로 하는 다른 프로그램을 실행시키는 것이다. 결과적으로, 그림의 combined 처럼 스케줄링을 구현하여 CPU 활용도를 100%로 유지할 수 있다. 어떻게 해야 이러한 스케줄링 알고리즘을 만들 수 있는지 알아보자. b) 프로세스 상태 - 프로그램의 CPU 사용여부를 판단하려면 프.. 2021. 4. 2. 7. 운영체제 - 스케줄링 알고리즘 1. 프로세스란? 실행중인 프로그램을 프로세스라고 한다. 프로세스는 작업, task, job 이라는 용어와 혼용된다. 응용 프로그램을 하나의 프로세스라고 하지 않는다. (응용 프로그램은 여러개의 프로세스로 이루어짐) 스케줄러가 프로세스를 관리한다. 2. 스케줄링 알고리즘 - 어느 순서대로 프로세스를 실행시킬까에 대한 방법론 a) 스케줄링 알고리즘의 목표 시스템이 달성하고자 하는 퍼포먼스를 목표로 한다. ex) 시분할 시스템: 프로세스 응답 시간을 가능한 짧게 ex) 멀티 프로그래밍: CPU 활용도의 최대화 및 프로세스 실행을 빠르게함 b) FIFO 스케줄러 - 프로세스 중간에 다른 작업없이, CPU를 계속 사용한다는 전제 하에 알고리즘을 생각해보자. 가장 간단한 스케줄러의 형태로, 배치 처리 시스템에 유.. 2021. 3. 31. 6. 운영체제 핵심개념 - 프로세스 스케줄링 1. 프로세스 스케줄링 프로세스란? 실행중에 있는 응용 프로그램을 의미한다. 스케줄링의 대상이 되는 작업(task)와 같은 의미로 쓰인다. 프로세스는 최소 1개의 스레드(thread)를 갖고 있으며, 스레드 단위로 스케줄링이 수행된다. 스케줄링이란? 응용 프로그램을 CPU에 할당하는 방식을 의미한다. 응용 프로그램을 CPU에 어떤 순서로 어떤 방식으로 할당하는 일이다. 2. 프로세스 스케줄링의 종류 - 배치 처리 시스템, 시분할 시스템, 멀티 태스킹, 멀티 프로세싱, 멀티 프로그래밍 a. 배치 처리 시스템( = 일괄 처리 시스템) 응용 프로그램을 순차적으로 CPU에 할당하여 실행시키는 방식 Queue 자료구조와 같은 방식으로 작동한다. (First In, First Out) 그러므로 배치 처리 시스템은 .. 2021. 3. 29. 이전 1 2 3 4 5 다음
