운영체제

이전 포스팅에서 세마포어 방식을 이용한 동기화 문제 해결법에 대해 알아보았습니다. 이번 시간에는 모니터 방식에 대해 설명드리겠습니다. 세마포어와 모니터는 둘다 프로세스 동기화 문제를 프로그래머 입장에서 좀 더 쉽게 할 수 있게 해줍니다.  세마포어 방식은 단점이 있는데, 만약 한번 실수하게 되면 모든 시스템에 치명적인 영향을 준다는 것입니다.  예를 들어 Critical section에 들어가기 전 V 연산을 하고 빠져나올 때 P 연산을 하게 된다면, 2개 이상의 프로세스가 Critical section에 들어갈 수 있어 상호 배제 원칙(Mutual exclusion)이 깨지게 됩니다.  또 한가지 경우는 P 연산 후 빠져나올 때 P 연산을 한번 더 수행한다면, Deadlock에 걸려 어느 누구도 Cri..

프로세스 동기화와 관련된 고전적인 문제는 세 가지 정도가 있습니다. Bounded-Buffer Problem (Producer-Consumer Problem)Readers and Writers ProblemDining - Philosophers Problem오늘은 이 세 가지 문제들에 대해 포스팅하겠습니다.  1. Bounded-Buffer Problem (Producer-Consumer Problem)  버퍼(Buffer)란 데이터를 임시로 저장하는 공간입니다. Bounded-Buffer Problem은 버퍼의 크기가 유한한 환경에서의 문제가 발생하는 것입니다.  위 사진에서는 버퍼가 크기가 유한한 원형 형태로 구성이 되어있습니다. 그리고 프로세스가 생산자(Producer)와 소비자(Consumer)의..

1. Semaphores (세마포어) 세마포어는 일종의 추상 자료형입니다. 여기서 추상 자료형이란, Object와 Operation으로 구성된 개념적인 모델을 말합니다. 만약 정수 추상 자료형이라고 한다면 덧셈, 뺄셈 등의 연산을 할 수 있는걸 알듯이 어떤 자료를 어떤 방식으로 다룰지에 대한 논리적인 정의, 즉 어떤 연산을 수행할 수 있는지만 알면 되는 것입니다.    여기서의 세마포어도 마찬가지입니다. Semaphore S라는 세마포어 변수 S가 있다고 하면 S에는 정수 값을 가질 수 있고, 연산은 P연산과 V연산 두 가지가 정의됩니다. P 연산은 공유 데이터를 획득하는 과정이고 V 연산은 자원을 다 사용하고 반납하는 과정입니다. 세마포어의 변수는 자원의 갯수를 나타냅니다. 만약 세마포어 변수 값이 5..

1. Critical Section(임계 영역) 프로세스 동기화 문제를 해결하는 방법에 대해 알아보기 전에, 먼저 알아야할 용어가 있습니다. Critical Section(임계 영역)에 대한 것입니다.  사진을 통해 설명드리자면, 공유 데이터인 X에 프로세스 P1과 P2가 거의 동시에 접근하는 상황에서 공유 데이터를 접근하는 코드가 Critical Section 입니다. 만약 프로세스 1이 Critical Section에 있을 때, 다른 프로세스에게 CPU 제어권을 빼앗기더라도 공유 데이터에 접근하는 Critical Section은 막아두어야 합니다. 프로세스 1이 Critical Section에 빠져나왔을 때 프로세스 2가 Critical Section에 접근할 수 있습니다.   즉,  Critical..

1. 데이터의 접근 프로세스 동기화에 대한 설명 이전에 컴퓨터 시스템 안에서 데이터가 접근되는 패턴에 대해 간단히 짚고 넘어가겠습니다. 컴퓨터 시스템 어떤 위치에 있던 데이터에 접근하는 방식은 아래와 사진과 같은 패턴을 가집니다.  우선 데이터가 저장된 위치가 있을 것이고, 그 저장된 데이터를 읽어와 연산해서 다시 원래의 저장된 위치에 저장하는 방식을 거치게 됩니다. 여기서 저장된 위치에서 읽어와 연산 후 다시 반영을 하기 때문에 동기화의 문제가 생길 수 있습니다. 만약 데이터를 읽기만 하면, 누가 읽든, 누가 읽던 도중에 다른 프로세스가 읽든 별로 문제가 되지 않습니다.  그러나 데이터를 수정해야 한다면, 누군가 수정할 때 다른 곳에서 수정이 동시에 진행되는 상황 등이 있다면, 어떤 값을 연산 결과에 ..

1. Scheduling AlgorithmsCPU를 공평하게 나누어 주는 것도 좋지만 사용자와 상호작용하는 작업에 CPU를 우선적으로 주는 방향으로 이루어져야 하는 것이 중요한데요 이를 위해서 CPU 스케줄링은 두 가지 정도를 고려해볼 수 있습니다.  우선 CPU burst에 들어온 프로그램들이 여럿 있는데 어떤 프로그램에게 CPU를 줄 것인가를 결정하는 문제가 있을 것입니다. 그리고 또 다른 하나는 프로그램에게 CPU를 주었을 때, 이 프로그램 작업 동안 CPU를 계속 줄지, 아니면 중간에 CPU를 뺏어서 다른 프로세스에게 CPU를 넘겨줄지에 대한 문제입니다.  만약 CPU를 한 프로그램에게 주었다면 그 프로그램이 CPU를 다 쓰고 I/O 작업을 하러 나갈 때까지 CPU를 다른 프로그램에서 사용하지 못..