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컴퓨터공학기초 개념146

17. 프로세스 구조 - 컨텍스트 스위칭(context switching) 1. Context Switching 이란? 어떤 프로그램을 실행하기 위해서는 해당 프로그램을 스케줄러에 등록한다. 스케줄러에 등록된 프로그램을 프로세스 A라고 하자. 프로세스 A의 상태가 ready에서 running으로 전환되면서 소스코드가 읽히면서 프로세스 메모리에 차곡차곡 쌓이게 된다. 이때, 다른 프로그램인 프로세스 B를 실행하려고 한다. 프로세스 A는 block 또는 ready 상태로 변하고, 프로세스 B의 상태가 running으로 바뀌게 된다. 프로세스가 바뀌는 이 과정을 컨텍스트 스위칭이라고 하는데 , 이 과정에서 PC와 SP가 중요한 역할을 한다. 2. 어떤 과정을 거칠까? - 간단한 예제를 이용하여 컨텍스트 스위칭이 어떻게 진행되는지 알아보자. int global_data1; int gl.. 2021. 4. 20.
람다(lambda)란 무엇인가? - 알고리즘 공부를 하다보면 람다(lambda)라는 식을 자주 접하게 된다. - 도대체 람다가 무엇인지 같이 알아보자. 1. 개념 람다는 어떤 함수의 매개변수로 다른 함수를 넣고 싶을 때 사용한다. 람다는 anonymous function 이라는 명칭을 갖고 있다. 선언 없이 또는 이름 없이 사용할 수 있는 함수다. 람다의 특징은 일회성이다. 함수의 선언부가 없으므로, 한번 사용하면 그걸로 끝이다. 람다의 핵심은 지연실행 또는 지연연산이다. 이는 필요할 때만 호출하여 사용하는 방식으로 메모리상의 불필요한 연산을 줄인다는 것을 의미한다.(장점) 2. 사용법 - 예시코드를 보면서 사용법을 익혀보자. print((lambda x, y, z : x + y + z)(1, 1, 1)) a) anonymous fun.. 2021. 4. 16.
16. 프로세스 구조(4) - BSS와 Data 1. BSS와 Data 영역 프로세스 구조에서 Data 영역은 BSS와 Data 영역으로 나뉜다. a) BSS - 초기화 값이 없는 전역변수를 의미한다. b) Data - 초기화 값이 있는 전역변수를 의미한다. 2. 코드를 통해서 살펴보자 - 예제 코드 int global_data1; //초기화 값이 없는 변수 int global_data2 = 1; // 초기화 값이 있는 변수 int main() { int *data; data = (int *) malloc(sizeof(int)); *data = 1; printf("%d\n", *data); return 0; } - 프로세스 - 딱 두가지만 확인하자. main 함수 내부에 있는 변수(= 지역변수)는 Stack에 쌓인다. main 함수 밖에 있는 변수(=.. 2021. 4. 15.
15. 프로세스 구조(3) - Heap 1. Heap 이란? Heap은 개발자에 의해 동적으로 할당되는 메모리 영역이다. 파이썬과 같은 최신언어는 동적할당을 요구하지 않는다. 하지만, 컴퓨터의 내부 요소까지 모두 조절할 수 있는 C언어의 경우 동적할당은 필수적이다. a) 어떻게 동적할당을 할까? #include #include int main() { int *data; // 포인터 변수(주소값을 갖고 있다) data = (int *) malloc(sizeof(int)); // C언어에서 int는 32bit = 4bytes의 크기를 갖는다. // data라는 변수는 heap의 메모리 공간에 올라가게 된다. *data = 1;// 포인터 변수의 주소에(= 위치에) 1을 넣는다. printf("%d\n", *data); return 0; } mal.. 2021. 4. 14.
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.