운영체제 주요 개념 정리

3년만에 펼쳐보는 OS 필기 노트... 천천히 읽어보면서 개념을 정리해보겠다.

 

프로세스 vs 스레드

프로세스: 운영체제에서 자원을 할당받는 작업의 단위

스레드: 프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행 흐름 단위

멀티스레딩

하나의 프로세스에서 동시에 여러개의 스레드 작업 수행

컨텍스트 스위칭

cpu가 현재 프로그램 실행 중지 > 다른 프로그램 실행, 현재 프로그램 메모리에 백업 > 다른 프로그램 복구

동기화

- Mutex

sleep waiting lock

락을 가질 때 까지 대기큐에서 휴식

- Semaphore

멀티 스레드 사이 자원 관리 기법

- Spin Lock

busy waiting lock

락이 풀릴 때 까지 계속 락을 검사하며 대기중

멀티코어에서 컨텍스트 스위칭보다 임계구역 실행시간이 짧을 경우 효과적

- Critical Section 임계영역

공유데이터의 일관성 보장을 위해 하나의 프로세스/스레드만 진입해서 실행 가능한 영역 

데드락

교착 상태, 2개 이상의 PS가 다른 PS 작업으로 작업 진행 불가 상태

- 발생 조건 4개

1. Mutual Exclusion: 최소 하나의 자원은 상호 배제 요구

2. Hold and Wait: 스레드가 자원 점유 > 또 다른 자원 사용을 위해 대기하는 상황

3. No Preemption : 자원은 선점될 수 없음

4. Circular Wait: 스레드들의 자원 대기는 순환 구조를 이루어야 함(사이클)

- 해결방법

데드락 무시, 데드락 탐지 및 복구, 데드락 예방(발생 조건을 제거), 데드락 회피

CPU 스케줄링

- Round Robin

Time Slice만큼 스레드에 Cpu 코어 할당

스케줄러 레디큐 순환 > Cpu 코어 할당 

- Priority

우선순위 기반 실행

Cpu Burtst Time이 낮으면 우선순위가 높.

끝이 없는 블록 발생(기아) > 해결: 에이징 > 우선순위를 높여줌

- SJF

Shortest job First.

Cpu Burst Time 짧은 순으로 처리, 스레드가 서로 다른 시간에 도착 > 비효율

메모리 관리

- Stack / Heap

https://blog.naver.com/dorergiverny/223316504781

아래로 내려갈수록 휘발성이 강함

- 가상 메모리

일반 코드들을 실행하면 가상 메모리에 적재.

HDD용량에서 가져와 사용

- Paging

고정 크기 페이지들로 프로세스를 분할 할당

- Segmentation

가변 크기의 세그먼트들로 프로세스를 분할 할당

- Cache locality 캐시 지역성

시간적 지역성: 최근에 접근한 메모리 위치는 앞으로도 다시 접근할 가능성이 높음

공간적 지역성: 현재 접근한 메모리 위치 근처에 있는 데이터는 가까운 미래에 접근할 가능성이 높음

Race Condition 경쟁 상태

공유 자원을 둘 이상의 스레드/프로세스가 읽거나 쓰면서 결과값이 의도와 달라질 수 있는 문제

https://velog.io/@yarogono/CS-Race-condition%EC%9D%B4%EB%9E%80

[CS] Race condition이란?

Atomic 연산

실행 도중에 중단되거나 다른 작업에 의해 방해받지 않고 한 번에 완전하게 수행되는 일련의 연산

전체가 성공 or 실패

경쟁 상태 방지, 데이터 일관성 보장

 

 

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평소에 꾸준하게 서적을 읽으면 좋을 것 같다...